Sammelbehälter mit Explosions- und Splitterschutz

Beschreibung

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Sammelbehälter, insbesondere einen Abfallsammelbehälter, mit explosionsdämmenden und splitterhemmenden Eigenschaften, sowie die vorteilhafte Herstellung von solchen Sammelbehältern, gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.

Stand der Technik

Abfallbehälter an öffentlichen Plätzen wurden in der Vergangenheit wiederholt von terroristischen Gruppierungen bei Anschlägen als Versteck für Sprengsätze verwendet. Aufgrund der immer noch latenten terroristischen Bedrohung werden deshalb heute in vielen Städten in gewissen als hochgefährdet eingestuften Zonen gar keine Abfallbehälter mehr aufgestellt. Als hochgefährdet gelten vor allem Zonen mit sehr hohem oder dichtem Publikumsaufkommen, die ein naturgemäss ein bevorzugtes Ziel von terroristischen Gruppierungen sind. Das Fehlen von Abfallbehältern führt dazu, dass die Bevölkerung ihren Abfall einfach wegwirft. Diese Verschmutzung öffentlicher Räume, das sog. „Littering", wiederum wirkt sich negativ auf die öffentliche Ordnung aus, führt zu erhöhten Kosten bei den Reinigungsdiensten und zu einem verminderten subjektiven Sicherheitsgefühl der Bevölkerung. Um Passanten dennoch die Möglichkeit zu geben, Ihren Abfall zu entsorgen, werden teilweise transparente Plastiksäcke aufgestellt, welche meist in üblichen Sackringhaltern befestigt werden. Diese von aussen einsehbaren Abfallbehälter ermöglichen es Sicherheitsverantwortlichen, den Inhalt der Behälter ohne Aufwand regelmässig von aussen auf verdächtige Gegenstände zu untersuchen. Zudem ist bei solchen sichtbaren Abfallsäcken leicht ersichtlich, wenn übermässig schwere Gegenstände, ins- besondere grossere Sprengsätze, darin deponiert wurden. Solche Abfallbehälter sind deshalb für Terroristen als Versteck für Sprengsätze wenig interessant. Neben dem fehlenden ästhetischen Aspekt haben blosse Plastiksäcke jedoch den Nachteil, dass kleinere Sprengsätze, beispielsweise Handgranaten, weiterhin darin deponiert werden können. Bei der Explosion solcher Sprengsätze mit wenigen hun- dert Gramm Sprengstoff entsteht die Schadwirkung primär durch Tausende kleiner Splitter, und erst sekundär durch die Wirkung der Druckwelle der Explosion selber. Vor allem die Splitterwirkung hat einen weit reichenden Wirkungsbereich, während die Explosion vor allem in der näheren Umgebung wirkt.

Wiederholt wurden Abfallbehälter offenbart, die einen Schutz gegen die Splitterwirkung und/oder die Wucht der Explosion eines darin versteckten Sprengsatzes bieten sollen.

WO 02/065050 zeigt beispielsweise einen Abfallbehälter, bei welchem ein zylinderförmiger, explosionsfest ausgestalteter innerer Abfallbehälter in einem äusseren Ge-

häuse angeordnet ist. Der innere Abfallbehälter ist aus faserverstärktem Komposit- material gefertigt.

GB 2278045 A offenbart einen Abfallbehälter, in dessen hohlzylinderförmiger, faserverstärkter Wand aus Kompositmaterial Verstärkungsringe oder -platten angeordnet sind.

GB 2279231 A wiederum zeigt einen explosionsgeschützten Abfallbehälter bestehend aus zwei aus faserverstärktem Kompositmaterial gefertigtem Rohren, zwischen denen komprimierbares Material angeordnet ist. EP 0299902 A2 und GB 2289399 zeigen gegen oben offene schalenförmige Abfall- behälter mit einer inneren und einem äusseren Schale aus Stahlblech. Der zwischen den Schalen entstehende Hohlraum ist mit einer Vermiculit-Mischung bzw. Sand gefüllt.

EP 0882659 A1 zeigt einen Abfallbehälter, beispielsweise einen Plastiksack, welcher im Zentrum zweier gefluchtet angeordneter Hohlzylinder angeordnet ist. Die zwei Zylinder sind mittels Abstandshaltern auf einem Sockel montiert. Der innere Zylinder besteht aus Stahl oder Titan, der äussere aus Leichtmetall oder Kompositmaterial. FR 2765198 zeigt einen explosionsgeschützten Abfallbehälter bestehend aus drei gefluchtet angeordneten Stahlrohren, wobei das innerste aus einem Panzerstahl gefertigt ist. Der in WO 96/07073 offenbarte Abfallbehälter besteht aus einer inneren Wandung aus hochdichtem Schaumstoffmaterial, welches bei einer Explosion Energie absorbieren soll, und einer äusseren Wandung aus Stahl.

GB 2378382 A zeigt einen Abfallbehälter, der in einem sphärisch geformten und mit Flüssigkeit gefüllten Tank angeordnet ist. Die Flüssigkeit, insbesondere Wasser, soll bei einer Explosion nach oben geschleudert werden, um die Wirkung der Explosion zu mindern. Im Vergleich zum effektiv nutzbaren Volumen ist die Grosse der Gesamtvorrichtung sehr gross.

Allen bisher entwickelten Lösungen ist eigen, dass der Abfallbehälter nicht bzw. nur von oben durch die Einwurföffnung einsehbar ist, was aufgrund der obenstehend erläuterten Sicherheitsaspekte problematisch ist.

Häufig ist zudem das Gewicht der Behälter aufgrund der stabilen Konstruktion sehr gross, was das Entleeren erschwert, und/oder das nutzbare Volumen ist vergleichsweise klein.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sammelbehälter, insbesondere einen Abfallbehälter, mit explosionsdämmenden und splitterhemmenden Eigenschaften der eingangs erwähnten Art zur Verfügung zu stellen, welcher die oben erwähnten und an- dere Nachteile nicht aufweist. Insbesondere ist ein erfindungsgemässer Abfallbehälter bevorzugt ohne öffnen des Abfallbehälters einsehbar, und kann durch das Wartungspersonal leicht entleert werden.

Diese und andere Aufgaben werden gelöst durch einen erfindungsgemässen Sammelbehälter gemäss dem unabhängigen Anspruch. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen gegeben. Um zu verhindern, dass Passanten bei einer Detonation eines Sprengsatzes durch Splitter verletzt werden, muss eine äussere Wandung einen im Sammelbehälter angebrachten Sack zur Aufnahme des Sammelgutes mindestens in horizontaler Richtung vollständig abschirmen. Das bedeutet, dass ein Grossteil solcher Splitter die Wandung entweder nicht durchschlagen kann, oder beim Durchdringen der Wandung soweit abgebremst wird, dass die kinetische Energie nicht mehr ausreicht, um grossere Verletzungen zu verursachen.

Gleichzeitig soll jedoch der Innenraum des Sammelbehälters, in welchem der Sack angebracht ist, beispielsweise mittels eines Sackhalterringes, vollständig einsehbar sein. Konsequenterweise muss natürlich auch der Sack transparent sein. Vorteilhaft ist ein erfindungsgemässer Sammelbehälter zudem so ausgestaltet, dass er durch eine Explosion in möglichst wenige Teile zerlegt wird, die zudem vorteilhaft möglichst langsam weggeschleudert werden sollen, damit der durch herumfliegende Trümmerteile verursachte Schaden ebenfalls möglichst gering ist. Weil die Wahrscheinlichkeit der Verwendung eines erfindungsgemässen Sammelbehälters für einen terroristischen Angriff für einen bestimmten einzelnen Sammelbe- hälter sehr gering ist, die gesamte Anzahl benötigter Abfallbehälter in einer Stadt jedoch in der Regel sehr hoch, sind die Gesamtkosten eines erfindungsgemässen Sammelbehälters vorteilhaft möglichst klein, und in der Grössenordung eines üblichen Abfallbehälters. Ferner sollte der Unterhalt und die Betreuung eines erfindungsgemässen Sammel- behälters möglichst kosteneffektiv und einfach sein.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen erfindungsgemässen Sammelbehälter, bei welchem mindestens ein Teil der Wandung transparent ausgestaltet ist, beispielsweise durch das Anbringen von mindestens einem Fenster. Solch ein transparenter Bereich der Wandung ist so ausgestaltet, dass ein allergrösster Teil der Splitter ihn nicht durchdringen kann. Als geeignetes Material kann beispielsweise transparentes Polycarbonat verwendet werden. Geeignet sind jedoch auch andere Materialien, insbesondere Polymere, welche transparent sind, hart, und trotzdem schlagzäh und bruchfest. Eine schwenkbare Türe erlaubt das einfache Auswechseln des Sacks. Die Verwendung eines Fensters erlaubt zudem eine leichtere Zugänglichkeit des In- nenraums mit einem Wasserstrahlschneider, wie er manchmal von bei Bombenentschärfungen zum Einsatz kommt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Sammelbehältern, sowie die Resultate einer Testreihe anhand von Zeichnungen und Abbildungen erläutert.

Figur 1 zeigt schematisch den Stand der Technik (a), (b) in Vergleich zu einem erfindungsgemässen Sammelbehälter (c).

Die Figuren 2 bis 5 zeigen verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen eines erfin- dungsgemässen Sammelbehälters.

Figur 6 zeigt eine Ausgestaltungsform eines erfindungsgemässen Sammelbehälters

(„Testmodell 1 "), wie er im untenstehenden Testversuch 1 getestet wurde, mit geöff- neter Tür.

Figur 7 zeigt eine Innenansicht von Testmodell 1 , mit Blick auf die Scharniere und

Splitterblenden der Tür.

Figur 8 zeigt die Türe des Testmodells 1 mit Blick auf die Schlossvorrichtung.

Figur 9 zeigt eine Stahlseilsicherung eines modifizierten erfindungsgemässen Sam- melbehälters („Testmodell 3").

Figur 10 eine Ankerplatte zur Verwendung mit einem erfindungsgemässen Sammelbehälter.

Fig. 11 zeigt schematisch in isometrischer Darstellung einen erfindungsgemässen

Sammelbehälter in der Ausführungsform von Testmodell 3. Fig. 12 zeigt (a) den gleichen erfindungsgemässen Sammelbehälter mit Sicht durch den Deckel hindurch Richtung Boden; (b) die Halterung der Polycarbonatscheiben;

(c) eine schematische Ansicht des Scharniers mit Splitterblende bei geschlossener

Türe.

Fig. 13 zeigt schematisch eine erfindungsgemässe Schlossvorrichtung zur Verwen- düng in einem erfindungsgemässen Sammelbehälter.

Figur 14 zeigt schematisch den Versuchsaufbau für die Testreihe.

Figur 15 zeigt die Anordnung der Testfelder zur Registrierung von Splittern.

Figur 16 das Testmodell 1 , vorbereitet zum Test.

Figur 17 zeigt den Ablauf des Referenzversuchs. Figur 18 zeigt den Ablauf des Testversuchs Nr. 1.

Die Figuren 19 bis 21 zeigen die Tür bzw. das Gehäuse des Testmodells 1 nach dem

Test.

Figur 22 zeigt Fragmente des Fensters des Testmodells 1 nach dem Test.

Figur 23 zeigt den Ablauf des Testversuchs Nr. 2. Figur 24 zeigt die Trümmerverteilung nach dem Test Nr. 2.

Figur 25 zeigt das Gehäuse und ein grosses Fragment des rückseitigen Fensters des

Testmodells 2, nach dem Test Nr. 2.

Figur 26 zeigt die innere Lage und die äussere Lage des türseitigen Fensters des

Testmodells 2, nach dem Test Nr. 2. Figur 27 zeigt die Trümmerteile des Testmodells 2 in einer Gesamtansicht.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Unter Sammelgut soll in dieser Beschreibung jede Form von Gütern verstanden werden, die in öffentlichen Räumen gesammelt werden können. Insbesondere sind dies natürlich Abfälle jeglicher Art, die anschliessend entsorgt werden, aber auch Wertstoffe, die der Wiederverwertung zugeführt werden sollen, z.B. PET-Flaschen. Der Unterschied von Sammelbehältern gemäss dem Stand der Technik und einem erfindungsgemässen Sammelbehälter wird deutlich anhand der Figur 1.

Figur 1 (a) zeigt schematisch einen Sammelbehälter 1 bestehend aus einem üblichen Sackhalterring 7 und einem transparenten Sack 8. Das Innere des Sackes 8 mit dem Sammelgut 8a ist von aussen für einen Beobachter 30, beispielsweise eine Sicherheitspatrouille, leicht einsehbar. Ein im Sammelbehälter versteckter Sprengsatz 20 kann so vom Beobachter 30 leicht entdeckt und entsprechende Massnahmen eingeleitet werden. Bei einer allfälligen Explosion des Sprengsatzes bietet ein solcher Sammelbehälter 1 jedoch keinerlei Schutz für die Umgebung. Figur 1 (b) zeigt einen Sammelbehälter 1 , bei welchem eine umgehende Wandung 6 aus massivem Metall die Umgebung vor den Wirkungen einer allfälligen Explosion zumindest teilweise abschirmt. Der Innenraum 5 mit dem Sack 8 ist jedoch für einen Beobachter nicht einsehbar, und damit nicht kontrollierbar.

Figur 1 (c) zeigt nun schematisch eine mögliche Gestaltungsform eines erfindungs- gemässen Sammelbehälters 1. Eine durchgehende Wandung 6 schirmt die Umgebung gegen die Wirkung einer Explosion im Inneren 5 des Sammelbehälters 1 ab. Gleichzeitig jedoch ist ein Teil dieser Wandung 6 so ausgestaltet, dass ein Beobachter 30 den Innenraum 5 einsehen und auf verdächtige Gegenstände kontrollieren kann, ohne dass er dazu den Sammelbehälter 1 dazu öffnen muss. Dies geschieht vorteilhaft durch eine transparente Ausgestaltung eines Teils der Wandung 5, beispielsweise durch Anbringen eines Sichtfensters 9. Das Sichtfenster 9 ist so ausges- taltet, dass es ebenfalls Schutz bietet vor den Auswirkungen einer Explosion, insbesondere vor Splittern.

Figur 2 zeigt eine mögliche vorteilhafte Variante eines erfindungsgemässen Sammelbehälters 1 , in der Form eines Abfallbehälters 1 mit einer zylinderförmigen Wandung 6, montiert auf einem Sockel 12. Im Innenraum 5 des Abfallbehälters 1 ist eine Haltevorrichtung (nicht gezeigt) für einen Sack 8 angeordnet. In der Wandung 6 ist ein Sichtfenster 9 angeordnet, bestehend aus einem geeigneten transparenten Material, welches Einblick erlaubt in den Innenraum 5, und insbesondere das Innere des transparent Sackes 8. Das Sichtfenster 9 ist als ein Teil der Wandung 6 anzusehen. Im Falle einer Detonation des Sprengsatzes 20 werden Splitter mit im wesentlichen horizontaler Flugrichtung vor der Wandung 6 aufgehalten, oder zumindest so stark gebremst, dass ihr Impuls so stark sinkt, dass sie keine grosseren Verletzungen mehr hervorrufen können. Im gezeigten Beispiel verpufft die Wirkung der Druckwelle gegen oben. Als geeignetes Material für die nicht-transparenten Teile der Wandung 6 kann bei- spielsweise Stahl verwendet werden insbesondere Chromstahl oder spezieller Panzerstahl, aber auch andere Materialien wie beispielsweise Aramid oder faserverstärkte Kompositmaterialien.

Für das Sichtfenster 9 kann beispielsweise Panzerglas verwendet werden. Aus Kostengründen wird jedoch vorteilhaft ein Polymerwerkstoff verwendet. Geeignet sind hierzu schlagzähe, wenig spröde Polymere, beispielsweise Polycarbonat oder PMMA. Möglich ist auch die Verwendung von entsprechenden transparenten Kompositmaterialien oder Polymerblends. Ein Fenster 9 eines erfindungsgemässen Sammelbehälters 1 soll zum einen bei einer Detonation die mit extrem hoher Geschwindigkeit davonfliegenden Splitter (mehrere 1000 m/s) aufhalten, und zum anderen

durch die darauf folgende Druckwelle der Explosion nicht selber in kleinere Trümmer zerlegt werden, die wiederum Verletzungen hervorrufen können. Das gleiche gilt auch für den nicht-transparenten Teil der Wandung 6.

Figur 3 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform eines erfindungsgemässen Sammelbehälters 1. In diesem Beispiel verfügt der Sammelbehälter 1 über einen Deckel 10, welcher den Innenraum 5 gegen oben hin abschliesst. Das Sammelgut 8a, hier gezeigt Abfall, wird durch einen in der Wandung 6 angeordneten Einwurfschlitz 2 eingeworfen. Um die Grosse der im Sammelbehälter 1 deponierbaren Gegenstände zu begrenzen, und damit auch die maximale Grosse eines Sprengsatzes 20, sind beim Einwurfschlitz 2 zwei Einwurfsperren 2a angeordnet.

Figur 4 zeigt eine andere vorteilhafte Gestaltungsform eines erfindungsgemässen Sammelbehälters 1 , wie er analog auch in den Testversuchen verwendet wurde. Der gezeigte erfindungsgemässen Sammelbehälter 1 verfügt wiederum über einen Einwurfschlitz 2. Um sicherzustellen, dass die eingeworfenen Abfälle in den im Innen- räum 5 angebrachten Sack 8 fallen, ist unterhalb des Einwurfschlitzes 2 ein Leitblech 11 angebracht, welches vorteilhaft gegen den Innenraum 5 hin nach unten geneigt ist. Um das Auswechseln des Sackes 8 möglichst einfach zu machen, verfügt der Sammelbehälter 1 über eine Türe 3, welche über Scharniervorrichtungen (nicht sichtbar) mit dem Gehäuse 6a schwenkbar verbunden ist. Auf der den Scharniervor- richtungen gegenüberliegenden Seite kann die Türe 3 mittels einer Schlossvorrichtung mit dem Gehäuse 6a formschlüssig reversibel verbunden werden. Das gezeigte Ausführungsbeispiel verfügt über zwei Sichtfenster 9, 9', wovon eines 9 in der Türe 3 angeordnet ist, und eines 9' auf der gegenüberliegenden Rückseite des Gehäuses 6a. Figur 5 zeigt noch eine vorteilhafte Gestaltungsform eines erfindungsgemässen Sammelbehälters 1. Die Wandung 6 ist als Hohlzylinder ausgestaltet, und verfügt über zwei gegenüberliegende Sichtfenster 9, 9'. Es ist auch möglich, drei oder mehr Sichtfenster anzubringen. Gegen oben verfügt der Sammelbehälter 1 über einen Deckel 10, mit einer zentralen Einwurföffnung 2, welche die Grosse der einwerfbaren Gegenstände begrenzt.

Um die Funktionalität der erfindungsgemässen Sammelbehälter zu testen, wurden Testversuche mit drei verschiedenen Testmodellen („Testmodell 1 , 2 und 3") durchgeführt. Die Testmodelle basieren in Ihrem Grundkonzeption auf einem von der Fir- ma Brüco Swiss AG vertriebenen Abfallbehälter des Typs „Abfallhai® 150I".

Figur 6 zeigt eine Aufnahme von Testmodell 1 , mit geöffneter Türe 3. Der Sackhalterring 7 ist schwenkbar auf einer Achse 15 gelagert. Die zwei in der Türe 3 und der Rückwand des Gehäuses 6a angebrachten Fenster 9, 9' bestehen jeweils aus einer gebogenen Polycarbonat-Scheibe 9a, 9a' von 8 mm Dicke. Das verwendete Polycar- bonat wird beispielsweise von der Firma Bayer unter dem Handelsnamen MAKRO- LON® vertrieben, und ist vorteilhaft UV-stabil isiert. Die Scheiben 9a, 9a' sind von der Innenseite her auf der äusseren Wandung 6 angeordnet. Von der Dimension entsprechen sie im wesentlichen den Dimensionen der Türe 3 bzw. der Rückwand 6a, was die Stabilität der Scheiben 9a, 9a' verbessert. Aus dem gleichen Grund wur-

den über die Scheiben verlaufende Bänder 4 aus Stahl belassen. Mit Ausnahme der Polycarbonatscheiben 9, 9a' sind sämtliche Teile des erfindungsgemässen Sammelbehälters 1 aus Chromnickelstahl des Typs WN 1.4301 (V2A) gefertigt. Die flächigen Stahlteile weisen eine Dicke von 3 mm auf. Um den Splitterschutz im Bereich der Verbindungsstellen von Türe 3 und Gehäuse 6a zu verbessern, wurden zudem zusätzliche Splitterblenden angebracht, insbesondere im Bereich der Scharniere, des Schlosses und der nicht durch die Polycarbonatscheiben bedeckten Bereiche der Gehäusewand 6a und der Türe 3. Mit Ausnahme des Deckels 10 und des Bodens 14 bestehen deshalb bei Testmodell 1 alle Teile der Aussenwand 6 des erfindungsge- mässen Sammelbehälters 1 aus insgesamt mindestens 5 mm Chromnickelstahl (im Bereich der äusseren Wandung) bzw. 3 mm Chromnickelstahl und 8 mm Polycarbo- nat (im Bereich der überlappung von Aussenwand und Fenster)) bzw. 8 mm PoIy- carbonat (im Bereich der Sichtfenster 9, 9'). Um zu verhindern, dass der Explosionsdruck die Grundstruktur des Sammelbehälters 1 in kleine Einzelteile zerreisst, wur- den alle Teile durch einen oder mehrere Schweisspunkte verbunden. Der Sammelbehälter 1 ist mit 4 M8-Stahlschrauben auf einem Sockel 12 befestigt, welcher wiederum mit vier Messingdübeln mit dem Untergrund verbunden ist. Figur 7 zeigt den band-/scharnierseitigen Bereich des Testmodells 1. Um eine ausreichende Splitterschutzwirkung zu erreichen, wurden verschiedene Splitterblenden 16, 16', 16", 17, 17" von 3 mm Dicke auf der äusseren Wandung 6 von 3 mm Dicke angeschweisst. Die Splitterblenden 16, 16', 16" sind so ausgestaltet, dass sie beim Schliessen der Türe formschlüssig ineinander greifen, und im Bereich der Scharniere einen flächendeckenden Splitterschutz gewährleisten. Die Figur 8 zeigt den schlosseitigen Bereich der Türe 3 von Testmodell 1. Splitter- blenden 17", 17'" verstärken die äussere Wandung 6. Das Gegenstück 61 ' der Schlossvorrichtung weist eine Dicke von 8 mm auf, und ist zusätzlich zu vier Schrauben mit der Türe 3 vollständig verschweisst. Die Schlossvorrichtung ist relativ massiv gestaltet, mit dem Ziel, einen relativ ähnlichen mechanischen Widerstand der Schlossvorrichtung und der Scharniere zu erreichen, um eine voraussagbare, gerade Flugbahn im Falle einer Explosion zu erreichen. Sichtbar sind auch die Schweisspunkte zur Verbindung der einzelnen Teile, beispielsweise beim Leitblech 11.

Bei einem modifizierten Testmodell 2, dass auf dem Testmodell 1 basiert, wurden die Splitterblenden mit der dreifachen Anzahl Schweisspunkten angebracht. Andere Tei- Ie wurden mit längeren Schweissnähten versehen, beispielsweise im Bereich des Leitblechs. Die Scharnierteile 18 wurden ebenfalls mit der Wandung verschweisst. In diesem Testmodell 2 wurden zudem zusätzlich mehrere kurze Stahlseilsicherungen angebracht, welche ein Wegfliegen der Türe bzw. des Deckels verhindern sollten. Diese kurzen Stahlseilsicherungen erwiesen sich jedoch als nutzlos, weil sie sofort zerrissen. Vorteilhaft werden Stahlseilsicherungen deshalb mit längerem Seil und mit Federeffekt ausgestaltet, um eine Verlangsamung der Teile zu ermöglichen und ein Zerreissen der Seile zu vermeiden, wie untenstehend noch weiter ausgeführt werden wird.

Beim Testmodell 2 wurden im Vergleich zu Testmodell 1 Polycarbonatscheiben der doppelten Dicke verwendet, also insgesamt 16 mm. Diese wurden aus je zwei einzelnen Scheiben der Dicke 8 mm gefertigt. Bei der Scheibe, welche in der Türe angeordnet wurde, wurden die beiden Scheiben direkt aufeinander gelegt und ver- klemmt. Bei der Scheibe in der Rückwand waren die beiden Scheiben durch vier Abstandshalter mit einem Abstand von 13 mm zueinander angeordnet. Der Sockel wurde mit sieben Metalldübeln anstatt nur mit vier mit dem Betonuntergrund verbunden, und der Sockel mit dem Sammelbehälter verschweisst.

In einer weiteren vorteilhaften Variante eines erfindungsgemässen Sammelbehälters („Testmodell 3"), welche im wesentlichen auf Testmodell 2 beruht, ist der Sockel noch stärker mit dem Untergrund verbunden. Möglich ist beispielsweise die Verwendung eines im Betonfundament eingegossen Sockels. Dies verhindert ein Wegfliegen des Grundgerüstes des erfindungsgemässen Sammelbehälters nach einer Explosi- on.

So zeigt Figur 10 eine Ankerplatte 40 mit ringförmiger Grundplatte 41 und daran an- geschweissten vier Gewindehülsen 42, zur Verwendung mit dem erfindungsgemässen Sammelbehälter. Die Ankerplatte wird in einen Betonfundamentsockel eingegossen. Es kann auch ein zusätzliches Bewehrungsgitter um die Ankerplatte herum an- geordnet werden. Anschliessend wird der Boden des Sammelbehälters mit vier Schraubbolzen 43 durch den Sockel 12 des Sammelbehälters mit den vier Gewindehülsen 42 der Ankerplatte 40 verschraubt. Bei weiteren Testversuchen zeigte sich wiederum, dass Sockel 12 und Boden durch die Explosion nicht vom Untergrund weggerissen wurden. Ebenfalls in Testmodell 3 vorhanden ist eine vorteilhafte Variante einer Seilsicherung für die einzelnen Teile des erfindungsgemässen Sammelbehälters. Zu diesem Zweck ist die Türe des Sammelbehälters über ein Stahlseil mit dem Boden und dem Sockel verbunden. Um eine Verlangsamung von wegfliegenden Teilen zu erreichen, verfügt die Seilsicherung über einen Seilvorrat von ca. 2 bis 5 m, vorzugsweise 3 bis 4m, welcher zum Grossteil aufgewickelt gelagert wird. Eine solche längere Stahlseilsicherung hat den Vorteil, dass die durch den Explosionsdruck auf eine bestimmte Anfangsgeschwindigkeit beschleunigten Teile zuerst durch den Luftwiderstand einen Teil Ihrer Geschwindigkeit wieder verlieren, bevor sie durch die Seilsicherung gestoppt werden. Die dabei auftretende Kraftspitze bleibt so unterhalb der Bruchlast. Figur 9 zeigt eine solche Seilsicherung 50, eingebaut in einen erfindungsgemässen Sammelbehälter. Das Stahlseil 51 ist zum Grossteil aufgewickelt in einem Beutel 52 gelagert, welcher ein vorzeitiges Freigeben des Seilvorrates verhindert. Das Seil ist beim Beutel 52 mit dem Boden 14, und damit auch mit der einbetonierten Ankerplatte, verbunden, und führt von dort entlang der Aussenwand zum oberen Teil des Sammelbehälters, wo es mit der Tür verbunden ist (nicht gezeigt). Das Stahlseil links vom Beutel 52 ist eine kurze Stahlseilsicherung ohne Seilvorrat, wie sie auch in den Testmodellen 1 und 2 vorhanden ist. Das verwendete Stahlseil (Konstruktion: 6 Litzen ä 19 Drähten, mit Stahlseele, Material Inox-Stahl V4A 1.4401 ) weist einen

Durchmesser von 4 mm auf. Die theoretische minimale Bruchkraft beträgt 11.4 kN, was mehr als einer Tonne Bruchlast entspricht.

Statt Stahlseilen können auch andere geeignete Seile verwendet werden, beispielsweise Kohlefaserkabel, oder noch besser spezielle Sicherheitsseile mit einer relativ grossen Dehnbarkeit. Solche Sicherheitsseile sind bekannt beispielsweise aus EP 1600553 A1 und WO 2007/9272 A1 , und verfügen über eine Bruchkraft bis zu 58 kN. Figur 11 zeigt schematisch in isometrischer Darstellung einen erfindungsgemässen Sammelbehälter analog zu Testmodell 3, zerlegt in (a) Gehäuse 6a mit Sicht von schräg unten, und (b) Türe 3 mit Sicht von schräg oben. Figur 12 (a) zeigt den glei- chen erfindungsgemässen Sammelbehälter mit Sicht durch den Deckel hindurch Richtung Boden 14. Der Sammelbehälter verfügt über zwei Stahlseilsicherungen 50 mit Spulen 53, welche an einem Ende über Bolzen 54 mit dem Betonfundament verbunden sind. Die Beutel, in welchen die Spulen 53 angeordnet sind, sind nicht dargestellt. Die Scheiben 9, 9' können einstückig gefertigt sein, oder kostengünstiger aus Standarddicken kombiniert werden. Die einzelnen Teilscheiben können flächig verklebt oder andersartig verbunden werden. Die Dicke der Scheiben kann je nach gewünschtem Schutzgrad erhöht werden, um die Splitterschutzwirkung weiter zu erhöhen. Eine Polycarbonatscheibe von 32 mm Dicke kann beispielsweise aus vier Scheiben von 8 mm Dicke gefertigt werden. Im gezeigten Testmodel 3 bestehen die Fenster 9, 9' je aus zwei übereinander gelegten gebogenen Polycarbonatscheiben von 8 mm Dicke, welche mit in Längsrichtung zu beiden Seiten der Fenster verlaufenden Klemmschienen 9b mit der Türe bzw. dem Gehäuse 6a klemmend verbunden sind, wie in Detailansicht in Figur 12(b) dargestellt. Diese Lösung erlaubt eine einfa- che Befestigung der Scheiben, bzw. nötigenfalls auch einen schnellen Austausch der Scheiben, z.B. zum Entfernen von Graffitis. Eine aus mehreren Lagen zusammengesetzte Scheibe hat zudem den Vorteil, dass sie leichter mit einem Wasserstrahlschneider aufgetrennt werden kann als eine einlagige, dickere Scheibe. Figur 12(c) zeigt schematisch die Splitterblenden im Scharnier-/Bandbereich bei ge- schlossener Türe (vgl. auch Fig. 7).

Testmodell 3 weist eine besonders vorteilhafte Schlossvorrichtung 60 für den Einsatz in einem erfindungsgemässen Sammelbehälter auf, wie in Figur 13 schematisch in (a) Aufsicht senkrecht zur Gehäusewand und (b) Seitenansicht zeigt. Diese erfin- dungsgemässe Schlossvorrichtung vermag den durch den Explosionsdruck im Inneren eines Sammelbehälters entstehenden Kräften in tangentialer Richtung zur Aus- senwand mehr Widerstand entgegenzusetzen. Die dargestellte erfindungsgemässe Schlossvorrichtung 60 besteht aus einem ersten Teil 61 , der zwei Widerhaken aufweist, und einem zweiten Teil 61 a mit zwei Klammern 62, welche den ersten Teil formschlüssig umgreifen. Die beiden Klammern 62 sind auf parallelen Achsen 63 schwenkbar gelagert, und mittels geeigneter Mittel, beispielsweise wie gezeigt durch ineinander greifende Zahnungen 64, so gekoppelt, dass die Schwenkbewegungen gegenläufig sind. Ein Federelement 65 ist derart zwischen den beiden Klammern 62 angeordnet, dass zum öffnen der Klammern eine Federkraft überwunden werden

muss. Die erfindungsgemässe Schlossvorrichtung 60 wird geöffnet, indem ein Schwenkelement 66 um eine Achse gedreht wird, und dabei eine Kraft auf eine Klammer 62 ausübt. Das Schwenkelement 66 kann beispielsweise mit einem Schlüssel oder einem Türgriff verbunden sein. Die beiden Teile 61 , 61 a der erfin- dungsgemässen Schlossvorrichtung 60 sind derart gestaltet, dass beim Schliessen das erste Teil 61 die Klammer 62 des zweiten Teils 61 a auseinanderdrückt, und nach dem Passieren des Teils 61 die Klammern 62 um den ersten Teil 61 zuschnappen. Eine erfindungsgemässe Schlossvorrichtung 60 mit einer derartigen Konstruktion kann in Schliessrichtung sehr grosse Zugkräfte aufnehmen. In einer noch vorteilhafteren Ausführungsform weist die erfindungsgemässe Schlossvorrichtung eine Auflageplatte auf, welche auf der dem Inneren des Sammelbehälters abgewandten Seite bündig zu den Teilen 61 , 61 a angeordnet ist. Diese Auflageplatte verhindert ein Verrutschen der Teile aufgrund der Verformung durch die Druckwelle in radialer Richtung, also parallel zu den Achsen 63 und senkrecht zur Schliessrichtung.

Bei Verwendung von anderen Materialien als Polycarbonat für die Fertigung der Scheiben kann die notwendige Dicke aufgrund des Vergleichs der Parameter der Materialien und mit Hilfe einfacher Versuche, beispielsweise von Falltesten, von einem Fachmann leicht ermittelt werden. Der Deckel kann zusätzlich mit Sollbruchstel- len ausgestattet sein, die beim Aufprall der Druckwelle getrennt werden, und so das Austreten der Druckwelle erlauben, und ein Wegschleudern des Deckels vermeiden. Ebenfalls möglich ist die Anordnung von Dämmschichten aus Wasser oder komprimierbaren Materialien oder Sand, im Deckel, im Sockel oder in der Wandung.

Versuchsaufbau

Um realistische Testresultate zu erhalten, wurden mehrere Sprengversuche mit echtem Waffenmaterial durchgeführt. Verwendet wurde im Referenzversuch 1 und den Testversuchen 1 und 2 jeweils eine Splitter-Handgranate des Typs HG 85 der Schweizer Armee, hergestellt von der Firma RUAG Ammotec. Diese Granate weist ein Gesamtgewicht von ca. 465 g auf. Der Sprengsatz besteht aus 155 g eines Standardgemisches aus RDX (Cyclotrimethylenthnitramin) und TNT (Trinitrotoluen). Die ca. 1800 vorfragmentierten Splitter verteilen sich nach der Detonation im wesentlichen kugelförmig im Raum, und haben in 5 m Distanz vom Sprengpunkt eine durchschnittliche Dichte von 4-5 Splittern pro Quadratmeter und eine durchschnittliche ki- netische Energie von ca. 8OJ. Der originale Verzögerungszünder wurde für die Versuche entfernt, und der entstehende Hohlraum mit Piastitsprengstoff gefüllt. Die Zündung erfolgte über eine in den Plastit gesteckte Elektrosprengkapsel 66 HU der Stufe 0/30. Die Sprengungen erfolgten in einer konstanten Höhe von 0.5 m, was der wahrscheinlichen durchschnittlichen Lage einer Bombe in einem Abfallbehälter ent- spricht. Dazu wurde die Granate auf einer dünnen Styroporsäule positioniert.

Figur 14 zeigt den Versuchsaufbau in (a) Seitenansicht und (b) Grundriss. Um die Verteilung und die Anzahl Splitter zu bestimmen, wurden sogenannte Zeugenbleche 70 aus Stahl 70a und Aluminium 70b auf drei Seiten in einem Winkel von 90° zuein-

ander um den zu testenden erfindungsgemässen Sammelbehälter 1 angebracht. Die verwendeten Bleche von 2 mm Dicke waren 1 m breit und 2.5 m hoch, und wurden jeweils paarweise angeordnet. Ein Paar wurde in einem Abstand von 2.5 m zur Vorderfront des zu testenden Abfallbehälters angebracht, ein Paar in einem Abstand von 7.5 m von der Rückfront, und ein Paar in einem Abstand von 5 m von der Seite. Die Detonationsversuche wurden mit einer auf der gegenüberliegenden Wand angeordneten Hochgeschwindigkeitskamera 71 des Typs „Videal HG 100" mit 4000 Bildern pro Sekunde aufgezeichnet. Die einzelnen Zeugenbleche wurden in jeweils acht gleichgrosse Sektoren S1 bis S8 und A1 bis A8 von 50 x 62.5 cm unterteilt. Figur 15 zeigt schematisch die Anordnung der Sektoren auf einem Zeugenblechpaar vom Standort des Abfallbehälters her gesehen. Der Buchstabe S steht dabei für Stahlblech, der Buchstabe A für Aluminiumblech. Nach dem Versuch wurde jeweils die Anzahl Durchschläge von Splittern in den Sektoren ausgezählt. Aufgrund der geringeren Härte des Aluminiums lassen sich aus dem Vergleich der Werte für Stahl und Aluminium Rückschlüsse auf die kinetische Energie der auftreffenden Splitter schliessen. Die Werte in den einzelnen Sektoren wiederum geben Rückschlüsse über die räumliche Verteilung.

Referenzversuch Um festzustellen, wie viele Splitter ohne Abschirmung auf den Zeugenblechen auftreffen und diese durchschlagen, wurde eine Handgranate des oben erwähnten Typs in 0.5 m Höhe auf einer freistehenden Styroporsäule positioniert, wie in Figur 17(a) gezeigt, und elektrisch gezündet. Figur 17 zeigt den Ablauf der Explosion des Sprengsatzes bis 100 ms nach der Zün- düng. Wie auf den Bildern (b) und (c) zu erkennen ist, treffen die ersten Splitter (markiert durch Pfeile) bereits nach ca. 1 ms auf dem Boden auf, während sich die heis- sen Gase der Explosion, welche die Druckwelle verursachen, um einiges langsamer ausdehnen. Tabelle 1 zeigt die Resultate der Zählung der Durchschläge in der einzelnen Sekto- ren der Zeugenbleche. Wie zu erwarten nimmt die Anzahl Durchschläge mit zunehmender Distanz aufgrund der räumlichen Verteilung ab. Die Werte für Stahl und A- luminium sind jeweils im wesentlichen gleich, was auf eine nur geringe Abnahme der kinetischen Energie hindeutet.

Tabelle 1 : Auswertung des Referenzversuchs

Testversuch 1

Die Figur 16 zeigt das Testmodell 1 mit dem im Innenraum angeordneten Sprengsatz 20. Der Sprengsatz ist wiederum in einer Höhe von 0.5 m über Boden auf einem Sty- roporsockel angeordnet. Figur 18 zeigt den Ablauf der Explosion des Sprengsatzes bis 125 ms nach der Zündung. Die Tür liegt links. Bei 1.25 ms ist der Lichtblitz der Detonation sichtbar. Zu diesem Zeitpunkt haben die Splitter die Wandung bereits erreicht. Bei 2.75 ms trifft die Druckwelle der Explosion auf die Scheiben und gelangt durch den Einwurfschlitz. Die Scheiben zerbersten, und werden durch die Druckwelle weggeschleudert. Die einzelnen Fragmente lagen anschliessend in einem Umkreis von ca. 10 m. Figur 18(e) zeigt den Deckel 10, welcher durch die Druckwelle weggeschleudert wird. Figur 18(f) wiederum zeigt das Gehäuse 6a, welches mit einer geschätzten Geschwindigkeit von 4 bis 6 m/s nach rechts fliegt. Der Sockel verblieb am Montageort.

Die Figuren 19 bis 22 zeigen die einzelnen Teile des Testmodells 1 nach dem Versuch. Figur 19 zeigt die Türe 3 mit dem Leitblech 11 , und Figur 20 das Gehäuse 6a. Die Splitterblenden 16, 17 wurden wegen der Kräfte beim Zerreissen der Schlossvor- richtung 60 bzw. der Scharniere 18 teilweise von der Wandung 6 abgerissen. Die Splitter vermochten die Polycarbonatscheibe von 8mm Dicke zu durchdringen (vgl. Fragmente in Figur 22).

Tabelle 2 zeigt die Resultate der Zählung der Durchschläge in der einzelnen Sektoren der Zeugenbleche nach Testversuch 1. Das Zeugenblech aus Stahl zeigt auch auf 2.5 m Distanz nur drei Durchschläge, weniger als 9% des Resultats der Referenzversuchs. Beim Aluminiumzeugenblech ist die Zahl auf 2.5 m lediglich auf 69% des Referenzwerts gesunken. Daraus lässt sich schliessen, dass zwar die meisten Splitter die Polycarbonatscheiben durchschlagen haben, dabei aber einen Grossteil

Ihrer Geschwindigkeit, und damit Ihres Impulses und Ihrer kinetischen Energie verloren haben.

Tabelle 2: Auswertung des Versuchs 1

Testversuch 2

Figur 23 zeigt den Ablauf der Explosion des Sprengsatzes bis 100 ms nach der Zündung. Die Tür liegt wiederum links. Bei 1.5 ms ist wiederum der Lichtblitz der Detona- tion sichtbar. Bei 2 ms dringt die Druckwelle durch den Einwurfschlitz und die Verbindungsstellen zwischen Türe und Gehäuse, jedoch nicht durch die Fenster, welche nicht zerborsten sind. Figur 23(e) zeigt die wegfliegende Türe 3 und den Deckel 10. Figur 23(f) zeigt das Gehäuse 6a, verbunden mit dem Sockel 12, welcher aus dem Betonboden gerissen wurde. Die Verteilung der einzelnen Teile nach dem Versuch ist aus Figur 24 ersichtlich. Das Gehäuse 6a blieb bis auf den Deckel an einem Stück (vgl. Figur 25(a)). Die rückwärtige Scheibe 9a', welche aus zwei beabstandeten Scheiben bestand, wurde zerbrochen (vgl. Figur 25(b)). Die einzelnen Fragmente sind jedoch wesentlich grösser als beim Testversuch 1.

Die Türe 3 des Testmodells 2 wurde nicht zerlegt. Da die beiden 8 mm Scheiben 9a der Türe 3 untereinander nicht verbunden, und mit der Türe 3 nur verklemmt waren, lösten sich die beiden Scheiben. Beide Scheiben wurden jedoch nicht fragmentiert. Figur 26(a) zeigt die innere 8 mm Scheibe der Scheibe, und Figur 26(b) die äussere 8 mm Scheibe. Durch eine geeignete Verbindung (z.B. Verkleben) der Scheiben und der Türe bzw. dem Gehäuse kann die Anzahl der Einzelteile weiter reduziert werden. Figur 27 zeigt einen Gesamtüberblick über die einzelnen Teile des erfindungsge- mässen Testmodells 2 nach Testversuch 2.

Tabelle 3 zeigt die Resultate der Zählung der Durchschläge in der einzelnen Sektoren der Zeugenbleche nach Testversuch 2. Das Zeugenblech aus Stahl zeigt keine Durchschläge mehr. Beim Aluminiumzeugenblech sind lediglich auf 2.5 m Distanz noch 13 Durchschläge zu vermelden. Bei einer genaueren Untersuchung der Scheiben ergab sich, dass die meisten Splitter in der zweiten 8 mm Scheibe stecken blieben.

Tabelle 3: Auswertung des Versuchs 2

Testversuch 3

In einem dritten Versuch wurden je eine Handgranate des russischen Typs M52 und M75 gleichzeitig in einem Sammelbehälter (Testmodell 3) zur Explosion gebracht. Wiederum zeigte sich, dass praktisch alle Splitter abgefangen wurden.

Die Testversuche haben gezeigt, dass bei einer Explosion eines Splitter- Sprengsatzes im Innenraum eines erfindungsgemässen Sammelbehälters ein Grossteil der Splitter vom erfindungsgemässen Sammelbehälter erfolgreich zurückgehalten oder soweit abgebremst werden, dass sie einen Grossteil Ihrer Durchschlagskraft verlieren, und so keinen Schaden mehr anrichten können. Von einer solchermassen reduzierten Durchschlagskraft der Splitter kann beispielsweise gesprochen werden, wenn bei einer Explosion eines Sprengsatzes in Form einer Splitterhandgranate mit mindestens 150 g RDX/TNT-Gemisch im Innenraum des Sammelbehälters mindestens 90% der bei der Explosion entstehenden Splitter die äussere Wandung nicht durchschlagen oder soweit abgebremst werden, dass sie ein in einer Distanz von 5 m vom Sprengsatz angebrachtes Aluminiumblech von 2 mm Dicke nicht durchschlagen.

Mittels geeigneter Verstärkungen kann die Zerlegung des erfindungsgemässen Sammelbehälters in kleine Einzelteile verhindert werden. Geeignete Stahlseilsicherungen verhindern zudem ein weiträumiges Wegschleudern der einzelnen Teile durch die Druckwelle, und damit mögliche Sekundärschäden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemässen Sammelbehälters sind bestimmte Bereiche des Gehäuses weichgeglüht, um die Verformung durch die Druckwelle in einem gewissen Mass vorzubestimmen. Ebenfalls können zu diesem Zweck Sollbruchstellen vorgesehen sein. In noch einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die einzelnen Stahlseilsicherungen so angeordnet, dass sie in einem ausgerollten Zustand ein eine netzartige, und damit elastische, Struktur im Raum bilden. Diese Elastizität verbessert die maximale Bruchlast gegenüber Drahtseilsicherungen, die nur in Längsrichtung schlagartig belastet werden.

Die

Liste der Bezugszeichen

1 Sammelbehälter 2 Einwurfschlitz

2a Einwurfsperre

3 Türe

4 Band

5 Innenraum 6 äussere Wandung

6a Gehäuse

7 Haltevorrichtung

8 Sack

8a Sammelgut

9, 9' Fenster

9a, 9a' Scheibe

9b Klemmschiene

10 Deckel

11 Leitblech

12 Sockel

13 Schlüsselöffnung

13a Schlüssel

14 Boden

15 Achse

16, 16', 16" Splitterblenden

17, 17', 17", 17'", 17"" Splitterblenden

18 Scharnier

20 Sprengsatz

21 Splitter

22 Styroporsockel

23 Druckwelle

30 Betrachter

40 Ankerplatte

41 Grundplatte

42 Gewindehülsen

43 Schraubbolzen

50 (Stahl-)Seilsicherung

51 Stahlseil

52 Beutel

53 Spule

60 Schlossvorrichtung

61 , 61 a Teil der Schlossvorrichtung

62 Klammer

63 Achse

64 Zahnung

65 Federelement

70 Zeugenblech

70a Zeugenblech Stahl

70b Zeugenblech Aluminium

71 Hochgeschwindigkeitskamera