AT390316B - Einrichtung zum absorbieren von energie in einem beweglichen bauelement einer konstruktion - Google Patents

Description

Nr. 390 316

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Absorbieren von Energie in einem beweglichen Bauelement einer Konstruktion, welche Einrichtung einen Träger und eine Anzahl von plattenartigen Energieabsorptionsgliedem (Lastausgleichsteilen) umfaßt, welche mit einem ihrer Enden am Träger befestigt sind und hievon in annähernd parallelen Ebenen nach außen abstehen und einen Mittelteil geringerer Breite als der Breite ihrer äußeren Endteile besitzen, wobei die Mittelteile der Energieabsoiptionsglieder annähernd parallel verlaufen. Mit derartigen Vorrichtungen soll eine verbesserte Dämpfung bzw. Vernichtung von auf seismische oder andere Kräfte zurückzuführende Energie erreicht werden. Insbesondere sollen auf solche Kräfte zurückzuführende Verschiebungen von Rohrleitungen besser kontrolliert werden können.

Aus der GB-PS 1 350 530 sind Einrichtungen zur Schwingungsdämpfung bekannt, die eine metallische Membran bzw. Platte zeigen, welche einem Puffer am Ende eines Kolbens Widerstand leistet, welcher mit einer Luftkammer verbunden ist. Energieabsorptionsglieder, deren Mittelteile geringere Breite aufweisen als ihre Endteile werden nicht angesprochen. Eine aus der SU-PS 630 4SI bekannte Dämpfungseinrichtung zeigt eine von einem Rohr nach Art eines Pendels gefedert abgehängte Schelle ohne plattenförmige Energieabsoiptionsglieder.

In Kernkraftwerken und Kraftwerken anderer Art werden Rohrsysteme zum Fördern von verschiedensten Flüssigkeiten oder Gasen, beispielsweise Hochdruckdampf, verbrauchter Flüssigkeiten u. dgl., benötigt. Es ist hiebei äußerst wichtig, daß derartige Rohrsysteme bei Einwirkung äußerer Kräfte intakt bleiben und in keiner Weise beschädigt werden. Es ist deshalb selbstverständlich erforderlich, das Rohrsystem solcherart abzustützen, daß durch Ortsverlagerung eines solchen Rohrsystems auftretende Kräfte abgeschwächt werden, weshalb in der Vergangenheit zahlreiche Versuche vorgenommen wurden, Abstützungen und Energiedämpfvorrichtungen zu schaffen, die in der Lage sind, die beim Verlagern solcher Rohrsysteme über eine zulässige Grenze auftretenden Probleme zu bewältigen.

Grundsätzlich sind Rohrsysteme der angegebenen Art zweierlei Arten von Belastungen ausgesetzt. Eine dieser Belastungsarten ist eine statische Belastung, beispielsweise durch auf Wärmedehnung des Rohrsystems auftretende Kräfte. In einem solchen Fall müssen die Abstützungen ausreichend flexibel gestaltet sein, so daß die Rohrausdehnung nicht behindert wird und im Rohr keine schädlichen Spannungen auftreten. Die zweite Belastungsart ist eine dynamische Belastung, beispielsweise durch Schwingungen erzeugte Kräfte. In diesem Falle müssen die Abstützungen steif genug sein, um Ortsverlagerungen, beschleunigte Bewegungen und anderes dynamisches Ansprechen des Rohrsystems zu verringern. Um diese beiden Probleme zu bewältigen, ist es erforderlich unter Berücksichtigung der Schwingungsfrequenz des Rohrsystems, Abstützungen bzw. Schwingungsdämpfereinrichtungen zu schaffen.

In Anlagen üblicher Konstruktion wird am häufigsten als Schwingungsdämpfeinrichtung ein Stoßdämpfer oder Puffer verwendet. Eine solche Einrichtung übt gegenüber niedrigen Geschwindigkeiten bzw. Beschleunigungen nur einen sehr geringen Widerstand aus, dämpft jedoch bei höheren Schwingungsfiequenzen des Rohrsystems äußerst stark. Übliche Stoßdämpfer bzw. Puffer besitzen jedoch einige schwerwiegende Nachteile. Zunächst sind Stoßdämpfer und Puffer teuer, wartungsbedürftig und in einem komplizierten Rohrsystem nur schwierig zu montieren und instandzuhalten. Am schwersten wiegt jedoch der Nachteil, daß Stoßdämpfer und Puffer dann wenn sie belastet werden augenblicklich sperren, gelegentlich nicht einwandfrei arbeiten und auch gelegentlich dann sperren wenn dies nicht erforderlich ist Diese Nachteile beeinträchtigen insgesamt die Zuverlässigkeit von mit solchen Stoßdämpfern bzw. Puffern ausgestatteten Anlagen. Aber selbst wenn diese Nachteile überwunden werden, verursachen übliche Stoßdämpfer und Puffer Konstruktionsprobleme und Probleme bei ihrer Bedienung. Da ein mit Stoßdämpfern bzw. Puffern ausgestattetes Rohrsystem sich bei einer Schwingungsanalyse nicht als ausreichend schwingungsfest erweist, muß angesichts der Wechselwirkung eines mit üblichen Stoßdämpfern bzw. Puffern ausgestatteten Systems aus Rohrsystem und Abstützung hiefür bei der Konstruktion des Rohrsystems einerseits und der Abstützung hiefür anderseits der jeweils andere Teil berücksichtigt werden.

Es sind auch Versuche unternommen worden, verbesserte Schwingungsdämpfsysteme zu schaffen, die an Rohrsysteme od. dgl. anzuschließen sind. Einige solcher Vorrichtungen sind in folgenden Berichten des College of Engineering University of California, Berkeley, California, beschrieben. 1. Report No. UCB/EERC-80/33, September 1980, "Shaking Table Tests of Piping Systems with Energy Absorbing Restrainers" von SiLSteimer und W.G.Godden. 2. Report No. UCB/EERC-81/09, Juli 1981, "Experimental Behavior of a Spatial Piping System with Steel Energy Absorbers Subjected to a Simulated Differential Seismic Input", von S.F.Steimer, W.G.Godden undJ.M.Kelly. 3. Report No. UCB/EERC-82/03, Mai 1982, "Behavior of a Piping System Under Seismic Excitation", von S.Schneider, U.M.Lee und W.G.Godden.

Im ersten dieser Berichte wird eine einzige Energieabsorptionseinrichtung beschrieben, die als einzige Energieabsorptionseinrichtung an einer besonderen Stelle der Längserstreckung einer Rohrleitung verwendet wird. Diese Einrichtung hat zwei einander gegenüberliegende Enden und zwei sich von einem Ende zum anderen Ende erstreckende konvergierende Seitenränder, wobei das andere Ende gegenüber dem einen Ende schmäler ausgebildet ist. Gemäß den anderen beiden Berichten wird eine einzige Energieabsorptionseinrichtung bogenartiger oder X-förmiger Gestalt dazu verwendet, an einer besonderen Stelle der Rohrleitung Verschiebungen des Rohrsystems aufzunehmen und damit die Energie der sich bewegenden Rohrleitung zu absorbieren. Diese Einrichtung hat einen -2-

Nr. 390 316 schmalen Mittelteil und ein relativ breites äußeres Ende.

Bei Verwendung von Einrichtungen der in den oben genannten Berichten beschriebenen Art treten jedoch einige Probleme auf. Beispielsweise müssen die Einrichtungen mit ihren Enden stets in paralleler Lage zueinander gehalten und deshalb so an ein Rohrsystem angeschlossen werden, daß das Rohr in Quemchtung seine Lage nicht verändern kann bzw. nicht in jeder beliebigen Richtung verdreht werden kann.

Ziel der Erfindung ist die Erstellung einer Einrichtung der eingangs genannten Art, welche an jeder beliebigen Stelle eines sich bewegenden Rohrsystems oder anderer Bauelemente angeschlossen werden kann und hiebei Lageveränderungen des Rohrsystems bzw. der Bauteile in solcher Weise erlaubt, daß eine Beschädigung des Rohrsystems bzw. der Bauteile vermieden wird.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß an den äußeren freien Enden der Energieabsorptionsglieder (Lastausgleichsteile) ein Abstandhalter zum Aneinanderkuppeln dieser äußeren fieien Enden vorgesehen sind, womit die äußeren freien Enden sich bei Einwirkung einer Seitenkraft gemeinsam bewegen können, daß ein an dem Abstandhalter festgelegter und hievon nach außen abstehender Auslegerarm vorgesehen ist, dessen äußeres Ende annähernd mit den Mittelteilen der Energieabsorptionsglieder fluchtet und daß ein an das äußere Ende des Auslegerarmes angeschlossenes Verbindungsstück zum Verbinden dieses Armes mit dem zu kontrollierenden Bauelement, z. B. einer Rohrleitung, vorgesehen ist. Der Anschlußpunkt zwischen dem äußeren Ende des Auslegerarmes und des Verbindungsstückes liegt im wesentlichen in einer durch die Mittenbereiche der Lastausgleichsteile gehenden Ebene, um bei Ortsverlagerung des Auslegerarmes die in den Lastausgleichsteilen auftretenden Zug- und Druckspannungen gering zu halten. Die Lastausgleichsteile werden damit durchgebogen, ohne daß eine Beschädigung der Lastausgleichsteile eintritt, so daß die erfindungsgemäße Einrichtung eine lange Lebensdauer besitzt, keine Instandhaltungsarbeiten benötigt und auch nicht wegen einer Beschädigung ausgetauscht werden muß.

Zur elastischen Ausbildung der Energieabsorptionsglieder ist es zweckmäßig, wenn jedes Energieabsorptionsglied an jeder Seite seines Mittelteiles ein Paar einander gegenüberliegender Seitenränder aufweist, welche von jeder Seite des Mittelteiles her in Richtung zum Mittelteil konvergieren. Um eine einfache Befestigung zu erreichen ist vorgesehen, daß die einen Enden der Energieabsorptionsglieder (Lastausgleichsteile) an einem Abstandshalter angeschlossen sind, um diese einen Enden am Träger festzulegen.

Vorteilhaft ist es, wenn das äußere Ende des Auslegerarmes eine sich durch den Arm hindurch erstreckende und vom Arm in zwei entgegengesetzten Richtungen nach außen abstehende (Führungs)stange aufweist, wobei das Verbindungsstück an der (Führungs)stange befestigt ist bzw. wenn das Verbindungsstück einen an der (Führungs)stange festgelegten Bügel aufweist, wobei am äußeren Ende des Verbindungsstückes Befestigungseinrichtungen, z. B. Klemmschellen, zum Festlegen des Verbindungsstückes am Bauelement, z. B. einer Rohrleitung, vorgesehen sind; das Rohr kann sich somit frei in jeder Richtung verdrehen, falls solche Verdrehungen erforderlich werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß eine am Träger festgelegte und sich hievon nach außen erstreckende Wand vorgesehen ist, welche mit einem gekrümmten Schlitz und einer dem Schlitz benachbarten, faibkodierten und graduierten Verschiebungsskala ausgestattet ist, wobei sich die am Auslegerarm vorgesehene (Führungs)stange durch diesen Schlitz hindurcherstreckt und die Enden dieses Schlitzes Anschläge zum Begrenzen des Weges der (Führungs)stange innerhalb des Schlitzes bilden, so daß die Verschiebung des Rohrsystems bzw. Bauelements kontrolliert werden kann.

Die Einrichtung kann benachbart dem Rohrsystem oder dem Bauelement an einer Gebäudewand oder am Boden befestigt werden.

In spezieller Weise betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Absorbieren von Energie in einem beweglichen Bauelement einer Konstruktion, welche Einrichtung eine Trägerplatte, eine Anzahl von länglichen, plattenartigen, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl bestehenden Energieabsorptionsgliedem (Lastausgleichsteilen), erste Abstandshalter, mit welchen erste Enden der Glieder (Lastausgleichsteile) auf der Tragplatte so montiert werden, wobei sich die Glieder von der Tragplatte in annähernd parallelen Ebenen nach außen erstrecken und von der Platte abstehen, wobei jedes Glied (jeder Teil) einen Mittelteil kleinerer Breite als der Breite des äußeren Endteiles hievon und an jeder seiner Seite seines Mittelteiles ein Paar einander gegenüberliegende Seitenränder aufweist, welche von jeder Seite des Mittelteiles her in Richtung zum Mittelteil konvergieren und wobei die Mittelteile der Glieder (Lastausgleichsteile) annähernd parallel verlaufen, und zweite Abstandhalter an den äußeren fieien Enden der Glieder (Lastausgleichsteile) zum Kuppeln dieser äußeren freien Enden aneinander umfaßt, womit die äußeren fieien Enden beim Einwirken einer Seitenkraft sich gemeinsam bewegen können.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine verbesserte Einrichtung zum Absorbieren von Energie geschaffen, die an einer unter Dehnung und unter seismischen Kräften beweglichen und normalerweise gebogenen Rohrleitung, bzw. einem entsprechenden Bauelement, angebracht werden kann und mit einer Anzahl von mit Abstand voneinander angeordneten, auskragenden Energieabsorptionsgliedem (Lastausgleichsglieder), die an die Rohrleitung oder das Bauelement angeschlossen sind, die mit der Bewegung der Rohrleitung oder des Bauelementes einhergehenden Kräfte aufnimmt, so daß sich das Rohr in den gewünschten Richtungen frei verdrehen kann und jede Knickneigung des Rohres oder jede andersartige Beschädigung des Rohres vermieden wird. Ferner sind die Lastausgleichsglieder frei von Druckspannungen gehalten, wenn sie wegen einer Lageveränderung der Rohrleitung oder des Bauelements relativ zur Einrichtung selbst durchgebogen werden. -3-

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Weitere Ziele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in welcher auf die die Erfindung veranschaulichende Zeichnung Bezug genommen wird.

In der Zeichnung zeigt Fig. 1 in einem Seitenriß eine erfindungsgranäße Energieabsorptionseinrichtung mit einer Anzahl von zu einer Gruppe zusammengefaßten Energieabsorptionsgliedem (Lastausgleichsteile), welche an einen Auslegerarm angeschlossen sind, an welchem seinerseits ein Rohr oder ein anderer Bauteil angeschlossen ist, dessen Lageveränderung kontrolliert werden soll, Fig. 2 eine Stimansicht eines Endes der Einrichtung gemäß Fig. 1, in Richtung der Linie (2-2) der Fig. 1 gesehen, Fig. 3 im Aufriß einen Energieabsoiptionsteil der in der Einrichtung gemäß Fig. 1 vorgesehenen Energieabsorptionsteile, Fig. 4 ausschnittsweise im Aufriß ein Verbindungsstück zum Anschließen der Energieabsorptionsglieder (Lastausgleichsteile) an eine Rohrleitung, Fig. 5 eine Draufsicht auf das Verbindungsstück gemäß Fig. 4, jede der Fig. 6 und 7 schematisch eine erfindungsgemäße Einrichtung mit durchgebogenen Energieabsorptionsgliedem (Lastausgleichsteilen), die angesichts von Lageveränderungen einer Rohrleitung durchgebogen worden sind, an welche die Lastausgleichsteile angeschlossen sind, und Fig. 8 in einer den Fig. 6 und 7 ähnlichen Ansicht die nachteilige Wirkung beim Ausüben einer Kraft auf einen anderen Teil der Einrichtung.

Die erfindungsgemäße Energieabsorptionseinrichtung ist allgemein mit dem Bezugszeichen (10) versehen und dient dazu Energie zu absorbieren, die auf Lageveränderungen eines Bauteiles, beispielsweise einer Rohrleitung (11) (Fig. 4 und 5), zurückzuführen sind, welche durch auf den Bauteil, beispielsweise Rohrleitung (11), einwirkende Schwingung oder andere Kräfte bewirkt werden. Solche Kräfte sind unter anderem auf Wärmedehnung der Rohrleitung aber auch auf hochfrequente Schwingungsbelastung wie seismische Schwingungen zurückzuführen. Die Einrichtung (10) ist so ausgebildet, daß sie auf einem geeigneten Träger, beispielsweise einer Wand oder dem Fußboden eines Gebäudes, der Rohrleitung (11) benachbart ortsfest festgelegt werden kann, so daß die Einrichtung (10) relativ zum Träger im wesentlichen unbeweglich ist

Die Einrichtung (10) besitzt eine Tragplatte (12), auf welcher mit Schraubbolzen (16) und (18) oder durch Schweißen und mit Bolzen (18) eine Anzahl von Abstandshaltem (14) festgelegt sind und eine Halterung (13) bilden. Die Abstandshalter (14) sind so angeordnet, daß sie ein Ende (20) eines jeden von mehreren plattenartigen Lastausgleichsteilen (22) (Fig. 3) einspannen, so daß die Lastausgleichsteile (22) in der in Fig. 1 gezeigten Weise mit Abstand voneinander und im wesentlichen parallel liegen und von der Tragplatte (12) im wesentlichen in senkrechter Richtung abstehen. Die anderen Enden (24) der Lastausgleichsteile (22) werden durch Abstandshalter (26) in Abstand voneinander und parallel gehalten, die mit Schraubbolzen (28) miteinander und gegen die oberen Enden (24) der Lastausgleichsteile (22) verspannt sind. Die Enden der Lastausgleichsteile (22) besitzen Löcher (Fig. 3) zum Hindurchführen von Schraubbolzen (18) und (28).

Die Lastausgleichsteile (22) sind im wesentlichen identisch und besitzen die in Fig. 3 gezeigten Form. Jeder der Teile (22) hat zu beiden Seiten eines relativ schmalen Mittelteiles (22a) in Richtung zum Mittelteil (22a) konvergierende Seitenränder. Jeder dieser Teile ist somit im wesentlichen X-förmig. Der eingeschnürte Mittelteil (22a) eines jeden dieser Teile (22) ermöglicht es diesem Teil sich in der in den Fig. 6 und 7 gezeigten und später beschriebenen Weise durchzubiegen.

Jeder Teil (22) ist aus einem geeigneten Material wie einem Stahl niedrigen Kohlenstoffgehaltes und hoher Zähigkeit hergestellt. Der Teil wird aus einer Stahlplatte herausgeschnitten oder in anderer Weise geformt und besitzt genormte Dicke, beispielsweise eine Dicke von 3,175 mm, 6,35 mm, 12,75 mm, 19,05 mm u. dgl. Die Dicke und die Länge des Teiles (22) werden im Hinblick auf die Abmessungen der Rohrleitung (11) oder eines andersartigen mit der Einrichtung (10) zu verbindenden Bauelementes gewählt. Die Teüe (22) werden durch mathematische Berechnung optimal dimensioniert Typischerweise beträgt die Länge des Teiles (22) 101,6 mm bei einer Dicke von 6,35 mm. Der Teil (22) kann auch auf übliche Länge und Dicke zugeschnitten oder geformt werden, wie dies gerade für übliche Anwendung geeignet erscheint

Beim Montieren der Teile (22) auf der Tragplatte mit Abstandshalter (14) werden die Mittelteile (22a) der Teile (22) durchwegs im wesentlichen miteinander ausgefluchtet Durch Fig. 2 wird diese Art des Ausfluchtens veranschaulicht

Einer der Abstandshalter (26) besitzt einen daran festgelegten Auslegearm (30), der in der in Fig. 1 gezeigten Weise von diesem Arm (30) nach außen schräg absteht Der Auslegearm (30) kann am endseitigen Abstandshalter (26) in irgendeiner geeigneten Weise festgelegt sein. Eine typische Verbindungsmöglichkeit ist eine Schweißnaht (32) an den dem Arm (30) benachbarten Seitenflächen des Abstandshalters (26). Die Länge des Armes (30) ist so bemessen, daß sich der Arm über die gedachte Mittellinie (34) (Fig. 1) durch die Mittelteile (22a) der Teile (22) hinauserstreckt

Der Arm (30) trägt in der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Weise ein von beiden gegenüberliegenden Seitenflächen des Armes (30) in der in Fig. 2 gezeigten Weise abstehende Stange (36). Die Mittelachse dieser Stange (36) liegt in der gedachten Mittellinie (34) und in der Ebene dieser Mittellinie (34). An dieser Stange (36) kann ein Ende eines steifen Verbindungsstückes (38) befestigt werden, welches ein Streifen, ein Stab oder ein anderer Bauteil sein kann.

Das Verbindungsstück (38) ist an der Stange (36) in einer geeigneten Weise, beispielsweise mit einem Bügel (40) (Fig. 5), festgelegt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt das Verbindungsstück (38) die Form einer Stange, die an einem Ende mit einem Gewinde versehen und zwecks Erzielung einer starren Verbindung in den Bügel (40) eingeschraubt ist Das gegenüberliegende Ende des Verbindungsstückes (38) ist mit einer -4-

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Klemmschelle oder einem Klemmband (42) ausgestattet, wobei die Klemmschelle bzw. das Klemmband (42) durch Schraubbolzen (42a) festgelegt wird, um die Rohrleitung (11) und die Stange (36) fest miteinander zu verbinden. Die Länge des Verbindungsstückes (38) ist so gewählt, daß die Einrichtng (10) der Rohrleitung (11) hinreichend nahe liegt, jedoch die Rohrleitung sich auf Grund von Dehnung und darauf ausgeübten äußeren Kräften verschieben kann.

Die Einrichtung (10) besitzt weiters zwei an der Tragplatte (12) festgelegte und hievon in da in Fig. 2 gezeigten Weise abstehende parallele Wände (46). Jede Wand (46) besitzt einen gekrümmten Schlitz (48), durch welchen sich das angrenzende Ende der Stange (36) hindurcherstreckt. Zweck dieses Schlitzes (48) ist es als Anschläge wirkende Endflächen (50) und (52) zu bilden, welche damit das auf eine Verlagerung der Rohrleitung (11) zurückzuführende Bewegungsspiel der Stange (36) und damit des Armes (30) in beiden Richtungen begrenzen. Die Schlitze (48) sind deshalb gekrümmt, weil die Stange (36) wegen des Durchbiegens der Teile (22) in der in den Fig. 6 und 7 gezeigten und später noch beschriebenen Weise eine gekrümmte Bahn durchläuft. An den Seitenwänden (46) ist unmittelbar unterhalb der Schlitze (48) eine farbkodierte Verschiebungsskala (78) befestigt oder auflackiert. Der Zweck der Farbkodeskala ist es die Stellungen der Rohrleitung (11) durch Beobachten der Stellungen und der Bewegungen der Stange (36) in den Schlitzen (48) in einfacher Weise feststellen und aufzeichnen zu können. Irgendeine dieser Seitenwände (46) oder beide Seitenwände kann mit einer Öffnung (54) versehen sein, um den Betriebszustand der Teile (22) feststellen zu können. Die Öffnung (54) besitzt im wesentlichen den Umriß eines Rechteckes mit einem konvex gekrümmten Seitenrand (54a) der in Fig. 1 gezeigten Art.

Die Seitenwände (46) können mit einer Endwand (56) und einer der Tragplatte (12) gegenüberliegende Wand (58) zusammengebaut sein, womit die Einrichtung (10) im wesentlichen in einem Schutzgehäuse untergebracht ist, das benachbart den Endrändem (54b) der Wände (46) (Fig. 1) offen ist. Dieses offene Ende ermöglicht es, das Verbindungsstück (38) (Fig. 4 und 5) in das Gehäuse einzuführen.

Wie Fig. 2 zeigt, besitzt die Endplatte (56) eine den Abstand zwischen den Wänden (46) übersteigende Breite, womit Seitenlaschen für Löcher (58) gebildet werden und die Einrichtung an einer benachbarten Gebäudewand oder auf dem Fußboden befestigt werden kann. Für den Betrieb wird die Einrichtung (10) in einer geeigneten Weise, beispielsweise an einer Gebäudewand (60) (Fig. 5), festgelegt. Dies geschieht dadurch, daß die Endwand (56) an der Wand (60) mit Bolzen (62) oder durch Schweißen befestigt wird. Die Wand (60) liegt in Abstand von der Rohrleitung (11) und die Stange (36) befindet sich bei an der Wand (60) befestigter Einrichtung (10) in der auf die Bewegungsrichtung der Rohrleitung (11) senkrecht stehenden Ebene. Die Rohrleitung (11) kann horizontal, vertikal oder schräg verlaufen.

Bei an der Rohrleitung (11) und an der Stange (36) befestigtem Verbindungsstück (38) ist das System in der Lage Energie zu absorbieren (Kräfte aufzunehmen bzw. Belastungen auszugleichen), welche auf eine Verschiebung der Rohrleitung (11) durch Krafteinwirkung, beispielsweise durch die Rohrleitung (11) in Schwingung versetzende und auf die Rohrleitung (11) Stöße ausübende seismische Kräfte, zurückzuführen sind.

Wenn auf die Rohrleitung in Richtung zur Einrichung (10) (Fig. 6) eine Seitenkraft ausgeübt wird, wird die Rohrleitung (11) aus der in Fig. 6 strichliert gezeigten Stellung seitlich in die mit vollen Linein dargestellte Stellung verschoben. Hiebei werden die zweiten Enden (24) der Teile (22) durch die Abstandshalter (26) aus den Gleichgewichtsebenen (Fig. 1) der Teile (22) herausbewegt. Jeder der Teile (22) wird hiebei an zwei seinem Mittelteil (22a) unmittelbar benachbarten Stellen durchgebogen, wobei, da in der Einrichtung (10) mehrere Teile (22) vorgesehen sind, die Reihe von Abstandshaltem (26) im wesentlichen ihre parallele Lage zu der auf der Grundplatte (12) befestigten Reihe von Abstandshaltem (14) beibehält.

Durch Fig. 7 wird der umgekehrte Fall erläutert, bei welchem die Rohrleitung (11) aus der strichliert gezeigten Stellung in entgegengesetzter Richtung in die mit vollen Linien gezeigte Stellung verlagert wird. In diesem Falle nehmen die Teile (22) die in Fig. 7 gezeigte Gestalt an, wobei die Reihe von Abstandshaltem (26) in entgegengesetzter Richtung bewegt worden ist, jedoch stets in paralleler Lage zur an der Grundplatte (12) befestigten Reihe von Abstandshaltem (14) verbleibt.

Im Betrieb bewirkt die Einrichtung (10), welche mit mehreren Teilen (22) ausgestattet ist, daß im Zuge einer beliebigen Verschiebung der Rohrleitung (11) die Abstandshalter (26) in paralleler Lage zu den Abstandshaltem (24) verbleiben. Die in der Einrichtung (10) vorzusehende Mindestanzahl an Teilen (22) ist zwei, wobei in der Regel drei oder mehr solcher Teile vorgesehen werden.

Der Auslegerarm (30) ist ein integraler Bestandteil der Einrichtung (10), da er zusätzlich zu einer auf die Enden (24) der Teile (22) einwirkenden Kraft auch ein Lastmoment erzeugt. Dies wird durch Fig. 6 erläutert, wo eine auf die Rohrleitung (11) wirkende und mit dem Pfeil (70) bezeichnete Kraft einer Kraft (72) und einem Lastmoment (74) äquivalent ist, die auf das Ende der Reihe von Abstandshaltem (26) in der in Fig. 6 gezeigten Weise wirken. Die mit dem Pfeil (72) bezeichnete Kraft bewirkt ein Verlagern der Enden (24) der Teile (22) in der in Fig. 6 gezeigten Weise und das mit dem Pfeil (72) bezeichnete Moment verhindert, daß die Lastausgleichsteile unter Zug oder unter Druck gesetzt werden. Falls irgendeiner der Teile (22) unter Druck gesetzt werden würde, würde dieser Teil höchstwahrscheinlich geknickt und möglicherweise so stark beschädigt werden, daß er nicht mehr als Enetgieabsoiber wirken könnte.

Die Auswirkung von Druck- und Zugkräften auf die Teile (22) für den Fall des Fehlens des Auslegerarms -5-

Claims (12)

1. Nr. 390 316 (30) ist in Fig. 8 gezeigt, gemäß welcher die Rohrleitung (11) direkt an die an die Enden (24) der Teile (22) angeschlossenen Abstandshalter (26) angeschlossen ist Falls die Kraft an dieser Stelle ausgeübt wird, ergibt sich ein durch den Pfeil (76) veranschaulichtes inneres Moment, welches trachtet, die Reihe von Abstandshaltem (26) im Uhrzeigersinn, bezogen auf Fig. 8, zu verdrehen. Dadurch werden die rechtsseitigen Teile (22) unter Druckspannung gesetzt, wogegen die linksseitigen Teile (22) unter Zugspannung gesetzt werden. Obzwar es möglich ist, daß die linksseitigen Teile (22) unter Zugspannung nicht beschädigt werden, ist es doch äußerst wahrscheinlich, daß die rechtsseitigen Teile (22) geknickt und bleibend verformt werden, wodurch sie für die weitere Verwendung als Energieabsorber unbrauchbar werden. Durch Verwendung des Auslegerarmes (30) und durch Anordnung der Stange (36) am Auslegerarm in solcher Weise, daß diese Stange mit den Mittelteilen (22a) der Teile (22) fluchtet, wird dieses Problem vermieden. Die vorliegende Erfindung schafft somit eine einfache Energieabsorptionseinrichtung robuster Konstruktion, welche rasch und einfach aufgestellt und an eine Rohrleitung oder einen anderen Bauteil angeschlossen werden kann, dessen auf äußere Krafteinwirkung zurückzuführende Ortsverlagerungen kontrolliert werden sollen. Diese Einrichtung besitzt eine hohe ausnützbare Betriebsdauer und benötigt im wesentlichen keinerlei Wartung. Die Erfindung ist somit für eine große Anzahl von Anwendungsfällen geeignet, bei welchen, wie beispielsweise bei Energieabsoibem für Rohrleitungen in Kemkraftanlagen und anderen solchen Anlagen, der Schutz gegen Schäden durch flüchtige Fluide und andere gefährliche Stoffe nicht zu übersehende wichtige Randbedingungen bei der Planung zur Folge hat. PATENTANSPRÜCHE 1. Einrichtung zum Absorbieren von Energie in einem beweglichen Bauelement einer Konstruktion, welche Einrichtung einen Träger und eine Anzahl von plattenartigen Energieabsoiptionsgliedem (Lastausgleichsteilen) umfaßt, welche mit einem ihrer Enden am Träger befestigt sind und hievon in annähernd parallelen Ebenen nach außen abstehen und einen Mittelteil geringerer Breite als der Breite ihrer äußeren Endteile besitzen, wobei die Mittelteile der Energieabsorptionsglieder annähernd parallel verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß an den äußeren freien Enden (24) der Energieabsorptionsglieder (22) (Lastausgleichsteile) ein Abstandshalter (26) zum Aneinanderkuppeln dieser äußeren freien Enden (24) vorgesehen sind, womit die äußeren freien Enden (24) sich bei Einwirkung einer Seitenkraft gemeinsam bewegen können, daß ein an dem Abstandshalter (26) festgelegter und hievon nach außen abstehender Auslegerarm (30) vorgesehen ist, dessen äußeres Ende annähernd mit den Mittelteilen (22a) der Energieabsoiptionsglieder (22) fluchtet und daß ein an das äußere Ende des Auslegerarmes (30) angeschlossenes Verbindungsstück (38) zum Verbinden dieses Armes (30) mit dem zu kontrollierenden Bauelement (11), z. B. einer Rohrleitung, vorgesehen ist (Fig. 4).
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Energieabsorptionsglied (22) an jeder Seite seines Mittelteiles (22a) ein Paar einander gegenüberliegender Seitenränder aufweist, welche von jeder Seite des Mittelteiles (22a) her in Richtung zum Mittelteil (22a) konvergieren (Fig. 2).
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Enden (20) der Energieabsorptionsglieder (22) (Lastausgleichsteile) an einem Abstandshalter (14) angeschlossen sind, um diese einen Enden (20) am Träger (12) festzulegen (Fig. 1,4).
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Auslegerarm (30) von dem Abstandshalter (26) mit einem Winkel zur durch die freien Enden (24) der Glieder (22) (Teile) gehenden Ebene nach außen erstreckt (Fig. 1,4).
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende des Auslegerarmes (30) eine sich durch den Arm (30) hindurch erstreckende und vom Arm (30) in zwei entgegengesetzten Richtungen nach außen abstehende (Führungs)stange (36) aufweist, wobei das Verbindungsstück (38) an der (Führungs)stange (36) befestigt ist (Fig. 4,5).
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Auslegerarm (30) angeschlossene (Führungs)stange (36) annähernd parallel zum Bauelement (11), z. B. einer Rohrleitung, verläuft'(Fig. 4,5). -6- Nr. 390 316
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (38) einen an der (Führungs)stange (36) festgelegten Bügel (40) aufweist, wobei am äußeren Ende des Verbindungsstückes (38) Befestigungseinrichtungen (42), z. B. Klemmschellen, zum Festlegen des Verbindungsstückes (38) am Bauelement (11), z. B. einer Rohrleitung, vorgesehen sind (Fig. 4,5).
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine am Träger (12) festgelegte und sich hievon nach außen erstreckende Wand (46) vorgesehen ist, welche mit einem gekrümmten Schlitz (48) und einer dem Schlitz (48) benachbarten, farbkodierten und graduierten Verschiebungsskala (78) ausgestattet ist, wobei sich die am Auslegerarm (30) vorgesehene (Führungs)stange (36) durch diesen Schlitz (48) hindurcherstreckt und die Enden dieses Schlitzes (48) Anschläge zum Begrenzen des Weges der (Führungs)stange (36) innerhalb des Schlitzes (48) bilden (Fig. 1,2).
9. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Energieabsoiptionsglied (22) aus einem Stahl niedrigen Kohlenstoffgehaltes und hoher Duktilität hergestellt ist
10. 10. Einrichtung zum Absorbieren von Energie in einem beweglichen Bauelement einer Konstruktion, welche Einrichtung eine Trägerplatte, eine Anzahl von länglichen, plattenartigen, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl bestehenden Energieabsorptionsgliedem (Lastausgleichsteilen), erste Abstandshalter, mit welchen erste Enden der Glieder (Lastausgleichsteile) auf der Tragplatte so montiert werden, wobei sich die Glieder von der Tragplatte in annähernd parallelen Ebenen nach außen erstrecken und von der Platte abstehen, wobei jedes Glied (jeder Teil) einen Mittelteil kleinerer Breite als der Breite des äußeren Endteiles hievon und an jeder seiner Seite seines Mittelteiles ein Paar einander gegenüberliegende Seitenränder auf weist, welche von jeder Seite des Mittelteiles her in Richtung zum Mittelteil konvergieren und wobei die Mittelteile der Glieder (Lastausgleichsteile) annähernd parallel verlaufen, und zweite Abstandshalter an den äußeren freien Enden der Glieder (Lastausgleichsteile) zum Kuppeln dieser äußeren freien Enden aneinander umfaßt, womit die äußeren freien Enden beim Einwirken einer Seitenkraft sich gemeinsam bewegen können, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf den zweiten Abstandshaltem (26) festgelegter Auslegerarm (30) vorgesehen ist, welcher sich von den Abstandshaltem (26) nach außen und in einem Winkel hiezu erstreckt, wobei das äußere Ende dieses Armes (30) annähernd mit den Mittelteilen (22a) der Glieder (22) fluchtet, daß eine (Führungs)stange (36) vorgesehen ist, welche sich durch den Auslegerarm (30) hindurch erstreckt und von diesem Arm (30) in entgegengesetzten Richtungen nach außen absteht, und daß ein an die (Führungs)stange (36) angeschlossenes Verbindungsstück (38) zum Verbinden des Auslegerarmes (30) mit dem Bauelement (11), z. B. einer Rohrleitung, der zu kontrollierenden Konstruktion vorgesehen ist (Fig. 4).
11. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wände (46) mit Abstand voneinander am Träger (12) (an der Tragplatte) festgelegt sind und sich hievon nach außen erstrecken, wobei jede Wand (46) einen gekrümmten Schlitz (48) und dem Schlitz benachbart eine Verschiebungsskala aufweist und die am Auslegerarm (30) vorgesehene (Führungs)stange (36) sich durch den Schlitz (48) hindurcherstreckt und die Enden des Setditzes (48) Anschläge zum Begrenzen des Weges dieser Stange (36) innerhalb des Schlitzes (48) bilden (Fig. 2).
12. 12. Einrichtung nach Anspruch 10, worin jedes Glied (22) (jeder Lastausgleichsteil) aus einem Stahl niedrigen Kohlenstoffgehaltes und hoher Duktilität gefertigt ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -7-