DE2645579B2 - Vorrichtung zur Freigabe und Sperrung oder Bremsung der Relativbewegung zweier Teile, insbesondere zur Halterung von Rohrsystemen in Kernkraftwerken - Google Patents
Vorrichtung zur Freigabe und Sperrung oder Bremsung der Relativbewegung zweier Teile, insbesondere zur Halterung von Rohrsystemen in KernkraftwerkenInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen und
durch die US-PS 28 56 179 bekannt gewordenen Art.
Diese bekannte Vorrichtung ermöglicht die Bremsung und Dämpfung von sehr großen Kräften, die
lediglich durch die mechanische Festigkeit der Vorrichtung selbst begrenzt sind. Die Sperrwirkung der
Bremskraft ist hierbei um so größer, je größer die Störkraft wird, eine absolute Sperrung dieser bekannten
Vorrichtung ist jedoch nicht möglich. Weiterhin ist bis zum Einsetzen der Bremswirkung eine gewisse Bewegung
der beiden Teile gegeneinander erforderlich, so daß Schwingungsbewegungen mit kleiner Amplitude
jedoch mit großen Kräften nicht oder nur wenig gedämpft werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Vorrichtungen der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen
Art in so weit zu verbessern, daß bei Beibehaltung der bei diesem Stand der Technik erreichten Vorteile,
die darin zu sehen sind, daß die Vorrichtungen bei sehr großen Kräften wirksam sein können, die lediglich
durch die mechanische Festigkeit der Vorrichtungen selbst begrenzt sind, und außerdem die ausgeübte
Sperrung der Bremskraft um so größer ist, je größer die Störkraft wird, darüber hir.aus noch ein Wirksamwerden
der Vorrichtungen in Abhängigkeit von einem Sperrbeschleunigungsweg erzielt wird, der in einem
großen Bereich liegen kann, wobei die gewünschte Sperr- oder Bremskraft für einen Stoß mit vorgegebenem
Wert unmittelbar oder fast unmittelbar nach einem sehr kurzen Weg erreicht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen
Gestaltungsmerkmale vorgesehen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine unmittelbare Dämpfung von Stör- oder Stoßkräften
nach einem sehr kleinen oder den Wert 0 aufweisenden Weg des gegenüber dem Gehäuse verschiebbaren
Elementes, und weiterhin kann im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik eine absolute Sperrung
der Relativbewegung der beiden Teile erzielt werden und nicht nur eine Bremsung. Die Verwendung von
ίο Bremseinrichtungen, die bei nur geringer oder ohne Relativbewegung der beiden Teile gegeneinander
wirksam werden ist durch den Stand der Technik nicht nahegelegt
Es sind zwar aus der Britischen Patentschrift 10 00 123 rein hydraulisch wirkende Stoß- und Schwingungsdämpfer
bekannt, die von Meßfühlern gesteuert sind, die auf den Druck des Strömungsmediums in einem
von der Vorrichtung aufgehängten Rohr oder auf die Temperatur dieses Strömungsmediums oder auf die
Position des Rohres ansprechen. Dieser Stand der Technik vermag jedoch keinen Hinweis auf die
Anwendung derartiger Meßfühler bei völlig anders gearteten Vorrichtungen gemäß der im Oberbegriff des
Anspruchs genannten Art zu geben. Derartige hydraulisehe Vorrichtungen weisen langfristig eine schlechte
Betriebssicherheit auf Grund von Abdichtungsproblemen auf und weiterhin tritt bei diesen Vorrichtungen
eine Temperaturabhängigkeit auf Grund der Eigenschaften dei die Abdichtungen bildenden Materialien
sowie der Hydraulikflüssigkeit auf.
Die Entwicklung der Erfindung ausgehend von dem zu verbessernden Stand der Technik gemäß der US-PS
28 56 179 über die noch zu lösende und auf diesen Stand
der Technik spezifizierte Aufgabe mit den im kenn-
iä zeichnenden Teil des Patentanspruches angegebenen
Lösungsmitteln und damit die Entwicklung des Gestaltungsprinzips bei der Erfindung war nicht ohne weiteres
und ohne erfinderische Überlegungen möglich, weil hierzu beim Stand der Technik keine ausreichenden
technischen Hinweise zu erkennen sind. Insoweit es sich bei der Aufgabenlösung um eine Überschneidung mit
dem Stand der Technik gemäß der GB-PS 10 00 123 handelt, hat der zuletzt genannte Stand der Technik
insofern keine technischen Hinweise auf die Aufgabenlösung geben können, als bei ihm — wie soeben
dargelegt — in jeder Beziehung andere technische Verhältnisse herrschen als bei der Erfindung.
Unter dem sehr kleinen oder den Wert 0 aufweisenden Weg soll ein Weg von beispielsweise in der
Größenordnung von 0,1 bis 0,5 mm verstanden werden. Es ist daher verständlich, daß, sobald die Störung eine
Größe, beispielsweise bezüglich der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung derart aufweist, daß die
Wirkung der Vorrichtung hervorgerufen werden soll, diese Vorrichtung praktisch momentan reagiert, ohne
daß eine merkliche Bewegung der beiden Teile gegeneinander möglich ist. Die Bremseinrichtungen
können beispielsweise die Form von elektromagnetischen Bremsen oder Kupplungen aufweisen, und die
f>o Schwingungsmeßfühler können an einem der relativ zu
einander beweglichen Teile oder an einer anderen geeigneten Stelle angeordnet sein, beispielsweise in dem
Fall, in dem der Meßfühler ein Seismograph ist.
Die Merkmale der Erfindung und deren technischen
*>5 Vorteile ergeben sich auch aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit dem Anspruch und der Zeichnung. In der Zeichnung
zeigt
F i g. 1 eine vereinfachte schematische Ansicht einer Anwendung einer Ausführungsform der Vorrichtung,
F i g. 2 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung,
F i g. 3 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung.
Im folgenden werden zunächst die F i g. 1 und 2 s beschrieben.
In den F i g. 1 und 2 ist eine Ausfuhrungsform der Vorrichtung gezeigt, die ein Gehäuse 1 aufweist, das
beispielsweise eine zylindrische Form aufweist und mit einer Verlängerung 2 versehen ist, die innere Nuten 3
aufweist Diese Verlängerung 2 ist über eine starre Stange 4 uät einer Schelle 5 verbunden, die eine
Rohrleitung 6 umgibt, und zwar vorzugsweise über ein Gelenk. Die Schelle 5 und das Gehäuse 1 sind auf diese
Weise miteinander verbunden. is
Durch das Gehäuse 1 läuft eine Gewindestange 7 hindurch, deren eines Ende beispielsweise über ein
Gelenk 8 mit einer Halterung 9 verbunden ist Das andere Ende der Stange 7 trägt einen Kopf 10, der in
Axialrichtung beweglich in der Verlängerung 2 geführt und gegen eine Drehung durch seitlicne Rippen
gesichert ist die in die Nuten 3 eintreten. Die Gewindestange 7 kann sich daher in Axialrichtung in
dem Gehäuse verschieben, sie kann sich jedoch nicht gegenüber dem Gehäuse drehen. Die Rohrleitung 6
kann beispielsweise eine Rohrleitung eines Kernreaktors sein, und die Halterung 9 ist ein Teil des Gehäuses,
beispielsweise des Reaktordruckgefäßes.
Wie aus Fig.2 zu erkennen ist, weist das Genäuse 1
einen Raum mit allgemein zylindrischer Form um die Achse der Gewindestange 7 auf.
Im Inneren dieses Raumes befindet sich eine massive Mutter 74, die auf das Gewinde der Gewindestange 7
mit Hilfe eines komplementären Innengewindes aufgeschraubt ist Die Mutter kann sich im Inneren des
Gehäuses drehen, in dem sie mit Hilfe von Kugellagern gelagert ist Die Mutter 74 weist einen in der Mitte
angeordneten Radialflansch 75 auf, der sich zwischen der beiden Klemmbacken einer elektromagnetischen
Bremse 76 bewegen kann. Wenn die Gewindestange 7 mit einer langsamen Translationsbewegung mit geringer
Beschleunigung angetrieben wird, kann sich die Mutter 74 leicht drehen und die Bremse 76 wird nicht
betätigt Wenn andererseits eine Störung oder eine Störkraft beispielsweise im Bereich eines beliebigen
Teils 77 der Rohrleitung 6 festgestellt wird, beispielsweise mit Hilfe eines Schwingungsmeßfühlers 78, der mit
der Rohrleitung verbunden ist wird die Betätigung der Klemmbacken der elektromagnetischen Bremse 76
hervorgerufen, die die Mutter über den Flansch 75 bremst und die Drehung der Mutter wird dadurch
verlangsamt oder, falls gewünscht blockiert Der Schwingungsmeßfühler 78 steuert zu diesem Zweck
eine elektronische Steuereinrichtung 79, die die Bremse 76 aus einer beliebigen Stromquelle 80 speisen kann.
In Fig.3 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gezeigt bei der die Mutter 81, die in ihrer
Wirkungsweise der Mutter 74 entspricht, mit einer elektromagnetischen Bremse verbunden ist, die schematisch
bei 82 dargestellt ist und die ebenfalls von außen her gesteuert wird, beispielsweise durch einen Schwingungsmeßfühler
gemäß Fig.2. Die Mutter 81 weist weiterhin kreisringförmige Reiboberflächen auf, die mit
Reibbelägen 83, 84 versehen sind, die bei einer Axialverschiebung der Mutter mit entsprechenden
ebenen Oberflächen 85, 86 des Gehäuses Γ in Reibeingriff kommen. Wenn die Gewindestange durch
eine Bewegung mit geringer Beschleunigung angetrieben wird dreht sich die Mutter 81 ohne Schwierigkeiten.
Wenn andererseits eine größere Beschleunigung vorliegt wird der Schwingungsmeßfühler betätigt und
steuert die elektromagnetische Bremse an. Die Drehung der Mutter 81 wird dadurch erschwert und der Vorgang
läuft so ab, als ob die Mutter plötzlich eine wesentlich größere Trägheit aufweisen würde, so daß sie sich nicht
mehr dreht sondern durch die Gewindestange angetrieben wird, bis eine der Oberflächen 83, 84 mit der
entsprechenden Oberfläche 85 oder 86 in Berührung kommt, wodurch die Vorrichtung vollständig blockiert
wird.
Selbstverständlich ist eine Vielzahl von anderen Ausführungsformen möglich, bei denen die Erhöhung
der Trägheit der Mutter durch Schwingungsmeßfühler hervorgerufen wird, beispielsweise nach Feststellung
durch einen Seismographen, der eine Bremsung oder gegebenenfalls eine vollständige Blockierung der
Mutter hervorruft.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Verrichtung zur Freigabe und Sperrung oder Bremsung der Relativbewegung zweier Teile in Abhängigkeit von der Größe der diese Relativbewegung hervorrufenen Störkraft, insbesondere zur Halterung von Rohrsystemen in Kernkraftwerken, mit einem Rahmen oder einem Gehäuse, das mit einem der Teile verbunden ist, mit einem mit dem anderen Teil verbundenen Element, das durch das Gehäuse hindurch ohne Drehung gegenüber diesem Gehäuse verschiebbar ist, und mit einem rotierenden Element, das durch eine Bewegung dss ersten Elementes in Drehung versetzbar ist, um diese Bewegung zu ermöglichen und um diese Bewegung zu sperren oder zu bremsen, wenn die Drehung verhindert oder gebremst wird, weil die Störkraft eine ausreichende Größe aufweist, wobei das rotierende Element mit Bremseinrichtungen zur Sperrung oder zur Bremsung des rotierenden Elementes zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sperrung oder Bremsung des rotierenden Elementes (74, 81) nach einem sehr kleinen oder den Wert 0 aufweisenden Weg, also vor allem bei Schwingungsbewegungen des gegenüber dem Gehäuse verschiebbaren Elementes (7) die Bremseinrichtungen (76, 82) durch eine Steuervorrichtung (78) betätigbar sind, die zumindestens einen in der Empfindlichkeit einstellbaren Schwingungsmeßfühler zur Feststellung der Stör- oder Stoßkräfte aufweist.
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