DE1281595B

DE1281595B - Mechanical braking device for a freely falling body, in particular a nuclear reactor control rod

Info

Publication number: DE1281595B
Application number: DEE29079A
Authority: DE
Inventors: Geoffrey Coast; George Edward Lockett
Original assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Current assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Priority date: 1964-04-06
Filing date: 1965-04-06
Publication date: 1968-10-31
Also published as: CH436622A; GB1028886A; AT262461B; BE662117A; NL6504366A; FR1453276A; LU48335A1

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

G21dG21d

Deutsche Kl.: 21g-21/31 German classes : 21g -21/31

Nummer: 1281595Number: 1281595

Aktenzeichen: P 12 81 595.1-33 (E 29079)File number: P 12 81 595.1-33 (E 29079)

Anmeldetag: 6. April 1965 Filing date: April 6, 1965

Auslegetag: 31. Oktober 1968Opening day: October 31, 1968

O 7s OO 7s O

Die Erfindung bezieht sich auf eine mechanische Abbremsvorrichtung für einen frei fallenden Körper, insbesondere einen Kernreaktorregelstab, bestehend aus einem mit dem Körper in mechanischer Wirkverbindung stehenden Bauelement, das sich bei 5 fallendem Körper translatorisch geradlinig bewegt und gegen Drehung gesichert ist, und einem sowohl mit dem Bauelement als auch einer Schwungmasse in mechanischer Wirkverbindung stehenden Zwischenbauelement mit krummlinigen Zapfenführungen zwischen dem Bauelement und der Schwungmasse, die die Translationsenergie des fallenden Körpers in Rotationsenergie umwandelt.The invention relates to a mechanical braking device for a freely falling body, in particular a nuclear reactor control rod, consisting of a mechanical operative connection with the body standing component, which moves in a straight line in a translatory manner when the body falls 5 and is secured against rotation, and one with both the component and a flywheel Mechanically operatively connected intermediate component with curvilinear tenon guides between the component and the flywheel, which converts the translational energy of the falling body into Converts rotational energy.

Derartige Abbremsvorrichtungen finden bei der Überwachung von Kernreaktoren Verwendung, wobei ein oder mehrere Stäbe aus neutronenabsorbierendem Material in den Reaktorkern eingeführt werden können, um den Kern in einen unterkritischen Zustand zu bringen und so die Außerbetriebsetzung des Kernreaktors zu bewirken. Diese Stäbe sind als Absorberstäbe bekannt, die gewöhnlich durch ein Überwachungssignal ausgelöst werden und mit einiger Beschleunigung in den Reaktorkern fallen, wobei es wichtig ist, diese Stäbe so abzubremsen, daß sie zum Stillstand kommen, wenn sie einen bestimmten Weg zurückgelegt haben. Ein weiteres Anwendungsgebiet sind beispielsweise Aufzüge im Bauwesen.Such braking devices are used in the monitoring of nuclear reactors, wherein one or more rods made of neutron absorbing material are inserted into the reactor core can be used to bring the core into a subcritical state and thus the decommissioning of the nuclear reactor. These rods are known as absorber rods, the ordinary triggered by a monitoring signal and with some acceleration into the reactor core fall, it is important to brake these rods so that they come to a standstill when they have traveled a certain distance. Another area of application is, for example, elevators in construction.

Bei einer bekannten Abbremsvorrichtung der eingangs genannten Gattung (französische Patentschrift 1 352 851) hängt der Körper an einem Seil, das sich von einer Trommel abwickelt, deren Achse senkrecht zur Achse des fallenden Körpers gerichtet ist. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Bauteil, das sich beim Abfallen des Körpers geradlinig verschiebt, um ein drehbares Zwischenbauteil mit krummlinigen Zapfenführungen axial zu verschieben. Die Verschiebung des Zwischenbauteils steuert über Zapfen, die auf mit der Trommelachse verbundenen schwenkbaren Hebeln befestigt sind, den Achsenabstand von Schwungmassen, die am Ende dieser Hebel angeordnet sind. Die Aufhängung mittels eines Seils zwingt zu einer senkrecht zur Absenkrichtung des Körpers gerichteten Anordnung von Trommel und Schwungmasse, was die Möglichkeit der Verwendung dieser Anordnung dann begrenzt, wenn der zur Verfügung stehende Raum beschränkt ist. Ferner läßt sich die bekannte Anordnung nicht verwenden, wenn die Abbremsvorrichtung auf den Körper von unten einwirken soll. Weiterhin erfordert die Axialverschiebung des Zwischenbauteils eine Umformung der Drehbewegung der Antriebswelle in eine gerad-Mechanische Abbremsvorrichtung für einen frei fallenden Körper, insbesondere einen
KernreaktorregelstabIn a known braking device of the type mentioned at the beginning (French patent specification 1 352 851), the body hangs on a rope which unwinds from a drum, the axis of which is directed perpendicular to the axis of the falling body. This device consists essentially of a component which moves in a straight line when the body falls, in order to axially displace a rotatable intermediate component with curvilinear pin guides. The displacement of the intermediate component controls the axial spacing of centrifugal masses which are arranged at the end of these levers via pins which are fastened to pivotable levers connected to the drum axis. The suspension by means of a rope forces an arrangement of drum and flywheel perpendicular to the lowering direction of the body, which limits the possibility of using this arrangement when the available space is limited. Furthermore, the known arrangement cannot be used when the braking device is to act on the body from below. Furthermore, the axial displacement of the intermediate component requires a transformation of the rotational movement of the drive shaft into a straight-mechanical braking device for a freely falling body, in particular one
Nuclear reactor control staff

Anmelder:Applicant:

Europäische Atomgemeinschaft (EURATOM),European Atomic Energy Community (EURATOM),

BrüsselBrussels

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. R. Müller-BörnerDipl.-Ing. R. Müller-Borner

und Dipl.-Ing. H. H. Wey, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. H. H. Wey, patent attorneys,

1000 Berlin 33, Podbielskiallee 681000 Berlin 33, Podbielskiallee 68

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

George Edward Lockett, Parkstone, Polle, Dorset, Geoffrey Coast,George Edward Lockett, Parkstone, Polle, Dorset, Geoffrey Coast,

Dorchester, Dorset (Großbritannien)Dorchester, Dorset (Great Britain)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Großbritannien vom 6. April 1964 (14198) - -Great Britain April 6, 1964 (14198) - -

linige Bewegung des Bauteils, und in der Zeit des Abfallens sind die Schwungmassen ständig einer Drehung unterworfen und ergeben eine gewisse Trägheit.linear movement of the component, and when it falls, the centrifugal masses are always one Subject to rotation and result in a certain inertia.

Eine weitere Abbremsvorrichtung (französische Patentschrift 1 282 059) besteht im wesentlichen aus einem Seil, das sich von einer Trommel abwickelt, und aus einer Schwungmasse, deren Drehachse mit derjenigen der Trommel zusammenfällt. Wenn der Körper sich in der gewünschten Stellung befindet, stößt ein an der Trommel befestigter Zapfen an einen Hebel, der über einen Freilauf ein koaxial zur Trommel angeordnetes Gehäuse in Rotation versetzt. Die Rotation des Gehäuses wird durch Federn auf die Schwungmasse übertragen, um progressiv die Energie des Systems Trommel/Körper zu absorbieren. Hierbei ergeben sich ebenfalls die auf der senkrechten Anordnung von Trommel- und Körperachse beruhenden, vorher erwähnten eingeschränkten Verwendungsmöglichkeiten. Ferner erfordert die Verwendung von elastischen Bauelementen (Feder) für die Übertragung der Energie des Systems des fallenden Körpers auf die Schwungmasse auf Grund der Veränderlichkeit der Elastizität im Gebrauch be-Another braking device (French patent specification 1 282 059) consists essentially of a rope that unwinds from a drum, and a flywheel with its axis of rotation that of the drum coincides. When the body is in the desired position, a pin attached to the drum hits a lever that has a freewheel coaxial to the Housing arranged on the drum set in rotation. The rotation of the case is based on springs transferring the flywheel to progressively absorb the energy of the drum / body system. This also results in the vertical arrangement of the drum and body axis based on the aforementioned limited uses. Furthermore, the Use of elastic components (springs) for the transmission of the energy of the system of the falling body on the flywheel due to the variability of the elasticity in use.

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stimmte Kontroll- bzw. Steuereinrichtungen wie auch eine ganz spezielle Handhabung, wenn eine große Funktionsgenauigkeit gefordert ist. Die Möglichkeit der Einbuße oder der Verschlechterung der elastischen Eigenschaften macht es bei Anwendung in der Kerntechnik notwendig, die Anordnung an solchen Stellen unterzubringen, die dieser Möglichkeit Rechnung tragen, woraus eine gewisse Entfernung von den aktiven Teilen des Reaktors folgt.correct control or control devices as well as a very special handling, if a large one Functional accuracy is required. The possibility of loss or deterioration of the elastic Properties makes it necessary, when used in nuclear technology, to arrange them on such To accommodate positions that take this possibility into account, resulting in a certain distance from follows the active parts of the reactor.

Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, wobei eine Abbremsvorrichtung in Verbindung mit einem Absorberstab eines gasgekühlten Kernreaktors dargestellt ist.The drawings show an exemplary embodiment of the subject matter of the invention, with a braking device is shown in connection with an absorber rod of a gas-cooled nuclear reactor.

F i g. 1 ist ein weitgehend schematisch dargestellter teilweiser Querschnitt des Teils eines Kernreaktors, der einen der Sicherheits-Absorberstäbe umfaßt;F i g. 1 is shown largely schematically partial cross-section of the portion of a nuclear reactor that includes one of the safety absorber rods;

Fig. 2 ist die gleiche Ansicht wie in Fig. 1, teilweise vergrößert, mit weiteren Schnitten durchFig. 2 is the same view as in Fig. 1, in part enlarged, with further cuts

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abbrems- io Einzelheiten, um die Abbremsvorrichtung zu zeigen;The object of the invention is to provide a Abbrems- io details to show the braking device;

vorrichtung zu schaffen, die einfach im Aufbau und in der Herstellung ist, die eine kompakte Bauweise erlaubt, die eine erhöhte Genauigkeit im Betrieb und eine erhöhte Sicherheit gewährleistet und die in ihrer Anwendung sowohl für ihre Anordnung oberhalb wie unterhalb des fallenden Körpers geeignet ist.To create device that is simple in construction and manufacture, which is compact in design allowed, which ensures increased accuracy in operation and increased safety and that in their Application is suitable both for their arrangement above and below the falling body.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das mit dem einen Ende an dem Körper befestigte stabförmige Bauelement sich längs desAccording to the invention, this object is achieved in that one end is attached to the body attached rod-shaped component along the

Fig. 3 ist ein vergrößerter Schnitt durch die in F i g. 2 dargestellte Abbremsvorrichtung;FIG. 3 is an enlarged section through the areas shown in FIG. 2 shown braking device;

F i g. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3;F i g. Figure 4 is a cross-section on the line IV-IV in Figure 3;

Fig. 5 ist ein Querschnitt nach der Linie V-V in Fig. 3.Fig. 5 is a cross section on the line V-V in Fig. 3.

In Fig. 1 und 2 ist eine Buchsei gezeigt, die eine Wand 2 eines Betondruckgefäßes durchdringt In dem Druckgefäß fluchtet die Buchse mit einemIn Fig. 1 and 2, a bushing is shown which penetrates a wall 2 of a concrete pressure vessel. In the pressure vessel, the socket is aligned with one

Fallweges des Körpers bewegt und an seinem dem 20 Rohr 1 a, das die Reaktorkern-Grundplatte 3 durchKörper abgewandten Ende mit seitlichen Vor- dringt, welche wiederum nach einem Lochlö in sprängen versehen ist, die in die krummlinigen einem Bodenreflektor 4, einem Reaktorkern 5 und in Führungen des drehbaren, in axialer Richtung einem Deckenreflektor 6 ausgerichtet ist und sich in fixierten Zwischenbauelementes eingreifen, dessen den Deckenschild 7 erstreckt. In dem von der erst am Ende des Fallweges durch die Führungen er- 25 Buchse 1, dem Rohr 1 α und dem Loch 1 b gezwungene Drehbewegung auf ein Schwungrad übertragen wird, und die Drehachsen des Schwungrades
und des Zwischenbauelementes auf Grund einerThe fall path of the body moves and on its tube 1 a, which penetrates the reactor core base plate 3 through the end facing away from the body with lateral protrusions, which in turn is provided in jump after a Lochlö, which in the curvilinear a bottom reflector 4, a reactor core 5 and is aligned in guides of the rotatable, in the axial direction of a ceiling reflector 6 and engage in the fixed intermediate component, the ceiling shield 7 of which extends. In which the rotational movement forced through the guides through the guides 1, the tube 1 α and the hole 1 b is transmitted to a flywheel, and the axes of rotation of the flywheel
and the intermediate component due to a

bildeten Kanal ist ein Körper, der aus einer Absorberröhre 8 für Neutronen und einer Graphitstützsäule 10 besteht, längsbeweglich angeordnet. Der Körper kann in seiner Stellung A durch einenformed channel is a body consisting of an absorber tube 8 for neutrons and a graphite support column 10, arranged to be longitudinally movable. In its position A, the body can pass through a

zum Bauteil zusammenfallen. __ 30 Elektromagneten 50 über dem Reaktorkern gehaltencoincide with the component. __ 30 electromagnets 50 held above the reactor core

Es ist eine einzige Umformung der geradlinigen und ausgelöst werden, um im freien Fall in dieIt is a single transformation of the rectilinear and thrown to free fall into the

Bewegung in eine Drehbewegung notwendig, um die Drehung der Schwungmasse herbeizuführen. DasMovement in a rotary motion necessary to bring about the rotation of the centrifugal mass. That

konzentrischen Anordnung derselben zueinander undconcentric arrangement of the same to each other and

Zwischenbauelement 21 ist ein einfaches Drehteil,Intermediate component 21 is a simple turned part,

Stellung B im Reaktorkern zu fallen und den Reaktor außer Betrieb zu setzen, und aus seiner Stellung B im Kern gegen die Schwerkraft wieder in mit welchem die seitlichen Vorsprünge während des 35 die Stellung^ außerhalb des Kerns gehoben werden. Abfallens bis zur maximalen Drehzahl der Schwung- Die nachstehend beschriebene Abbremsvorrichtung masse ständig im Eingriff sind. Da das Bauelement
am fallenden Körper befestigt ist und das Zwischenbauelement gegen Translation fest ist, wird dieTo fall position B in the reactor core and put the reactor out of operation, and from its position B in the core against gravity again in which the lateral projections are lifted during the position ^ outside the core. The braking device described below is constantly engaged. Since the component
is attached to the falling body and the intermediate component is fixed against translation, the

Bremswirkung durch die geradlinige Bewegung des 40 gefäßwand2 herausragt, ist sie mit einem zylindrifallenden Körpers verursacht, die eine Drehung der sehen Gehäuse9 versehen (Fig. 1), das die AbSchwungmasse bewirkt, wenn ein bestimmter Fall- bremsvorrichtung und andere Einrichtungen einweg bereits zurückgelegt ist. schließt.Braking effect due to the straight movement of the 40 vessel wall2 protrudes, it is with a cylindrical end Body causing a rotation of the see housing 9 (Fig. 1), which is the flywheel causes when a particular fall arrest device and other disposable devices has already been covered. closes.

Die koaxiale Anordnung der Einzelteile und die Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Absorber-The coaxial arrangement of the individual parts and the As can be seen from Fig. 2, the absorber

Befestigung des Bauelements am fallenden Körper 45 röhre 8 auf der Graphitstützsäule 10 gelagert, die alsAttachment of the component to the falling body 45 tube 8 mounted on the graphite support column 10, which as

dient zur Abbremsung des aus der Stellung A in die Stellung B fallenden Körpers.serves to brake the body falling from position A to position B.

An der Stelle, an der die Buchse 1 aus der DruckAt the point where the socket 1 from the pressure

erner

Nachlaufteil wirkt und den Hohlraum im Reaktorkern ausfüllt, wenn sich die Absorberröhre 8 in der Stellung A befindet. Am unteren Ende der Säule 10 ist ein stabförmiges Bauelement 11 befestigt, das dasTrailing part acts and fills the cavity in the reactor core when the absorber tube 8 is in position A. At the lower end of the column 10, a rod-shaped component 11 is attached, which

Rohr, in dem konzentrisch ein feststehendes Füh- 50 treibende Glied zwischen der Absorberröhre 8 und rungsrohr angeordnet ist, welches in seinem Inneren der Abbrems- sowie einer Hebevorrichtung bildet, das stabförmige Bauelement aufnimmt, dessen seitliche Vorsprünge als starre, senkrecht zur FührungsTube in which a fixed guide 50 is concentrically driven between the absorber tube 8 and is arranged, which forms the braking device and a lifting device in its interior, the rod-shaped component receives the side projections as rigid, perpendicular to the guide

selbst erlaubt es, den zur Unterbringung der Anordnung notwendigen Raum auf einem Minimum zu halten.itself allows the space necessary to accommodate the arrangement to be reduced to a minimum keep.

Vorzugsweise ist das ZwischenbauelementPreferably the intermediate component is

achse angeordnete Arme mit je zwei an einem Armaxially arranged arms with two on each arm

Um das Bauelement 11 mit der Abbremsvorrichtung zu verbinden, trägt das untere Ende des Bauelements 11 ein Armkreuz 12 mit radial abstehenden befestigten Rollen ausgebildet sind, von denen die 55 Armen 12 a. äußeren Rollen in den Führungsschlitzen des Um das Bauelement 11 mit einer HebevorrichtungIn order to connect the component 11 to the braking device, the lower end of the component 11 carries a spider 12 with radially protruding fixed rollers, of which the 55 arms 12 a. outer rollers in the guide slots of the order the component 11 with a lifting device

Zwischenbauelements und die inneren Rollen in zu verbinden, sind der mittlere und der obere Abaxial verlaufenden Schlitzen des feststehenden Füh- schnitt des Bauelements 11 bei 11a mit einem rungsrohres gleiten. Weiterhin kann das Zwischen- Schraubengewinde versehen, das mit einer Antriebsbauelement das Schwungrad über ein Getriebe an- 60 mutter 13 zusammenwirkt. To connect the intermediate component and the inner rollers in are the middle and upper abaxial running slots of the fixed guide section of the component 11 at 11a with a sliding pipe. Furthermore, the intermediate screw thread can be provided which interacts with a drive component on the flywheel via a gear nut 13.

treiben, und das Zwischenbauelement sowie das Die Abbremsvorrichtung ist in den F i g. 3 bis 5,drive, and the intermediate component as well as the The braking device is in the F i g. 3 to 5,

Schwungrad können am feststehenden Führungsrohr in denen nur die Kupplungen zwischen dem Baugelagert sein. Flywheel can be mounted on the fixed guide tube in which only the couplings between the construction.

Von Vorteil ist ferner, daß eine Lösung der Verbindung zwischen der in den Führungsschlitzen des Zwischenbauelements laufenden Rolle und dem Zwischenbauelement — und damit dem Schwungrad — erfolgt, wenn der Körper zum Stillstand kommt.Another advantage is that a solution of the connection between the in the guide slots of the Intermediate component running role and the intermediate component - and thus the flywheel - occurs when the body comes to a standstill.

element 11 und der Abbremsvorrichtung dargestellt sind, in Einzelheiten gezeigt.element 11 and the braking device are shown in detail.

Am unteren Ende des Bauelements 11 sind seitliche Vorspränge befestigt, die aus einem Armkreuz mit Armen 12 a, an denen je ein Paar Rollen 14, drehbar gelagert ist, bestehen. Die innere RolleAt the lower end of the component 11 lateral projections are attached, which consist of a cross with arms 12 a, on each of which a pair of rollers 14 is rotatably mounted. The inner role

14 von jedem Paar läuft in einem Führungsschlitz 16 a, der sich in der Wandung eines Führungsrohres 16 in axialer Richtung erstreckt. Das Führungsrohr 16 ist an seinem oberen Ende an einem inneren Absatz 17 des fest angeordneten Gehäuses 9 befestigt und hängt von diesem koaxial zum Bauelement 11 herab. Das untere Ende des Führungsrohres 16 ist durch eine Platte 18 verschlossen, die einen elastischen Pufferanschlag 19 in zentrierter Stellung im Rohr festhält und auf ihrem Außenumfang den inneren Laufring eines Lagers 20 trägt. Letzteres dient als unteres Lager für ein drehbares Zwischenbauelement 21, das koaxial mit dem Rohr 16 gelagert ist, so daß es diesem gegenüber um eine gemeinsame Achse drehbar ist. Das obere Lager 22 für das Zwischenbauelement 21 ist nahe dem oberen Ende des feststehenden Rohres 16 befestigt. Zwischen den Lagern 20, 22 erstreckt sich im Zwischenbauelement 21 ein Führungsschlitz 23, der im oberen Abschnitt 23 α parallel zur Rohrachse verläuft und ao in Richtung auf seinen unteren Abschnitt 23 b einen schraubenförmigen Teil aufweist. Die äußere Rolle14 of each pair runs in a guide slot 16 a, which extends in the wall of a guide tube 16 in the axial direction. The guide tube 16 is fastened at its upper end to an inner shoulder 17 of the fixed housing 9 and hangs down therefrom coaxially to the component 11. The lower end of the guide tube 16 is closed by a plate 18 which holds an elastic buffer stop 19 in a centered position in the tube and carries the inner race of a bearing 20 on its outer circumference. The latter serves as a lower bearing for a rotatable intermediate component 21, which is mounted coaxially with the tube 16, so that it is rotatable about a common axis with respect to this. The upper bearing 22 for the intermediate component 21 is attached near the upper end of the fixed tube 16. A guide slot 23 extends between the bearings 20, 22 in the intermediate component 21, which in the upper section 23 α runs parallel to the pipe axis and ao has a helical part in the direction of its lower section 23 b. The outer role

15 eines jeden Rollenpaares steht mit diesem Führungsschlitz in allen axialen Stellungen des Bauelements 11 im Eingriff, ausgenommen in der untersten Stellung, wenn das Bauelement an den Pufferanschlag 19 stößt.15 of each pair of rollers is with this guide slot in all axial positions of the component 11 engaged, except in the lowest position when the component hits the buffer stop 19 bumps.

Zwischen dem oberen Lager 22 und seiner Befestigungsstelle an dem ortsfesten Gehäuse 9 trägt das feststehende Führungsrohr 16 einen Satz von Lagern 24, auf denen ein ringförmiges Schwungrad 25 drehbar gelagert ist. Zwischen dem SchwungradBetween the upper bearing 22 and its attachment point on the stationary housing 9, the stationary guide tube 16 carries a set of Bearings 24 on which an annular flywheel 25 is rotatably mounted. Between the flywheel

25 und dem Zwischenbauelement 21 ist innerhalb des Schwungrades ein Planetengetriebe angeordnet. Zu diesem Zweck ist das Schwungrad 25 ausgebohrt, um eine Reihe von drehbar gelagerten Planetenrädern 26 aufnehmen zu können, die mit Zahnrädern25 and the intermediate component 21, a planetary gear is arranged within the flywheel. For this purpose, the flywheel 25 is drilled out around a number of rotatably mounted planet gears 26 to accommodate those with gears

26 a, 26 b verbunden sind, welche mit einer an dem ortsfesten Gehäuse 9 ausgebildeten Verzahnung 27 bzw. mit einem am oberen Ende des Zwischenbauelements 21 befestigten Zahnkranz 28 in kämmendem Eingriff stehen. Durch das Getriebe soll zwischen dem Zwischenbauelement und dem Schwungrad eine große Übersetzung erzielt werden, so daß das Schwungrad bei geringer Drehung des Zwischenbauelements 21 eine große Anzahl von Umdrehungen ausführt.26 a, 26 b are connected, which are in meshing engagement with a toothing 27 formed on the stationary housing 9 or with a toothed ring 28 fastened to the upper end of the intermediate component 21. The transmission is intended to achieve a large transmission ratio between the intermediate component and the flywheel, so that the flywheel executes a large number of revolutions with a small rotation of the intermediate component 21.

Es ist somit ersichtlich, daß bei einer Bewegung des stabförmigen Bauelements 11 in bezug auf das Rohr 16 bzw. das Zwischenbauelement 21 senkrecht nach unten eine Drehung des Bauelements 11 durch den Eingriff der Rolle 14 in den geraden axialen Führungsschlitz 16 a des feststehenden Rohres 16 verhindert wird. Die Rolle 15, die zuerst mit dem geraden axialen Teil 23 α des Führungsschlitzes 23 in Eingriff kommt, gestattet anfangs den freien Fall des Bauelements 11 und bremst diesen dann ab, wenn sie in den schraubenförmigen Abschnitt 23 des Führungsschlitzes eintritt. Mittels der geradlinigen Bewegung der Rollen 15 durch die schraubenförmigen Schlitze 23 b wird nämlich das Zwischenbauelement 21 angetrieben, das seinerseits das Schwungrad antreibt. Die Drehung des Schwungrades 25 nimmt somit die Energie des fallenden Gewichts auf.It can thus be seen that when the rod-shaped component 11 moves vertically downward with respect to the tube 16 or the intermediate component 21, a rotation of the component 11 is prevented by the engagement of the roller 14 in the straight axial guide slot 16 a of the stationary tube 16 will. The roller 15, which first comes into engagement with the straight axial part 23 α of the guide slot 23, initially allows the structural element 11 to fall freely and then brakes it when it enters the helical section 23 of the guide slot. By means of the rectilinear movement of the rollers 15 through the helical slots 23 b , the intermediate component 21 is namely driven, which in turn drives the flywheel. The rotation of the flywheel 25 thus absorbs the energy of the falling weight.

Wie F i g. 3 zeigt, endet das Zwischenbauelement 21 kurz vor dem Ende des inneren Rohres 16, so daß der Antrieb zum Schwungrad ausgekuppelt wird, wenn die Absorberröhre 8 das Ende ihres Falls erreicht und die Rolle 15 mit dem schraubenförmigen Teil 23 des Führungsschlitzes außer Eingriff kommt.Like F i g. 3 shows, the intermediate component 21 ends shortly before the end of the inner tube 16, see above that the drive to the flywheel is disengaged when the absorber tube 8 reaches the end of its fall and the roller 15 disengages from the helical part 23 of the guide slot.

Die Hebevorrichtung der Absorberröhre 8, die jedoch nicht Gegenstand der Erfindung ist, greift ebenfalls am Bauelement 11 an. Dieses trägt einen mit Schraubengewinde 11 α versehenen Teil, auf dem eine Mutter 13 sitzt. Letztere ist in der Bohrung eines Keilnutenrohres 29 befestigt, das axiale Keilnuten 29 α aufweist, in die die Verzahnung einer hohlen Antriebswelle 31 eingreift, die ihrerseits von einem Schneckengetriebe 32 angetrieben wird, welches wiederum durch einen steuerbaren Motor 33 angetrieben wird, bei dem jedes Nachlaufen durch einen Drehmomentbegrenzer 34 absorbiert werden kann. Das untere Ende des Keilnutenrohres 29 trägt Lager 35, deren innerer Laufring einen Anschlag für eine über das Rohr 29 geschobene Schraubenfeder 36 bildet. Den anderen Anschlag bildet ein auf das Ende des Rohres 29 aufgeschraubter Ring 37. Der äußere Laufring 35 ist über einen nichtmagnetischen Abstandsring 39 an einem magnetisierbaren Metallringanker 38 befestigt. Der Abstandsring 39 hat einen äußeren Absatz 39 α, der mit einem Tastarm 40 eines nicht dargestellten Schalters zusammenwirkt, um die Erregung einer Magnetisierungswicklung 41 zu steuern, die in dem ortsfesten Gehäuse 9 untergebracht ist.The lifting device of the absorber tube 8, which, however, is not the subject of the invention, also acts on the component 11. This carries a part provided with a screw thread 11 α on which a nut 13 sits. The latter is fastened in the bore of a keyway tube 29, which has axial keyways 29 α , in which the toothing of a hollow drive shaft 31 engages, which in turn is driven by a worm gear 32, which in turn is driven by a controllable motor 33, in which each lag can be absorbed by a torque limiter 34. The lower end of the keyway tube 29 carries bearings 35, the inner race of which forms a stop for a helical spring 36 pushed over the tube 29. The other stop is formed by a ring 37 screwed onto the end of the tube 29. The outer race 35 is attached to a magnetizable metal ring armature 38 via a non-magnetic spacer ring 39. The spacer ring 39 has an outer shoulder 39 α, which interacts with a feeler arm 40 of a switch (not shown) in order to control the excitation of a magnetization winding 41 which is accommodated in the stationary housing 9.

Die Arbeitsweise der Hebevorrichtung ist folgende: Wenn sich die Absorberröhre in der Stellung B befindet (vgl. F i g. 2), nimmt das Bauelement 11 seine unterste Stellung ein, in der sein freies Ende an dem Pufferanschlag 19 liegt. Das Keilnutenrohr 29 ist ebenfalls in seiner untersten Stellung 29¹, wie in F i g. 3 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Die Magnetisierungswicklung 41 ist abgeschaltet worden, um den Anker 38 freizugeben. Um nun das Bauelement 11 und damit die Röhre 8 zu heben, wird der Motor 33 zunächst in der einen Richtung gedreht und der Antrieb auf das Keilnutenrohr 29 und von dort auf die Mutter 13 übertragen. Das mit dem Schraubengewinde versehene Bauelement 11 kann sich nicht drehen, weil sein unteres Ende durch den Eingriff der Rollen 14 in den geraden axialen Führungsschlitz 16 a des feststehenden Führungsrohres 16 gegen Drehung gesichert ist, so daß sich das Keilnutenrohr 29 an dem Gewindeteil des Bauelements 11, das zunächst in seiner untersten Stellung verbleibt, nach oben bewegt und den Anker 38 mitnimmt. Wenn der Anker 38 mit dem Gehäuse der Magnetisierungsspule in Berührung kommt und der äußere Absatz 39 α des Ankers den Tastarm 40 betätigt, werden der Motor 33 angehalten und die Magnetisierungsspule 41 erregt. Ein Nachlaufen des Motors kann durch Zusammendrücken der Schraubenfeder 36 aufgenommen werden. Sodann wird der Motor 33 in entgegengesetzter Richtung gedreht, wobei sich wiederum das Keilnutenrohr 29 dreht, jedoch nicht axial nach unten laufen kann, weil es von dem Magneten gegen axiale Bewegung festgehalten wird, so daß sich das mit dem Schraubengewinde versehene Bauelement 11 nach oben bewegt. Dabei wird das Zwischenbauelement 21 in Drehung versetzt, was ein Rotieren des Schwungrades 25 im Leerlauf bewirkt. Durch das Hochheben des Bauelements 11 wird die Graphitstützsäule 10 angehoben, die ihrerseits die Absorberröhre 8 aus der Stellung B in die Stellung A hebt.The operation of the lifting device is as follows: When the absorber tube is in position B (see FIG. 2), the component 11 assumes its lowest position in which its free end lies against the buffer stop 19. The keyway tube 29 is also in its lowest position 29 ¹ , as in FIG. 3 is indicated by dashed lines. The magnetization winding 41 has been switched off in order to release the armature 38. In order to now lift the component 11 and thus the tube 8, the motor 33 is first rotated in one direction and the drive is transmitted to the keyway tube 29 and from there to the nut 13. The component 11 provided with the screw thread cannot rotate because its lower end is secured against rotation by the engagement of the rollers 14 in the straight axial guide slot 16a of the fixed guide tube 16, so that the keyway tube 29 is attached to the threaded part of the component 11 , which initially remains in its lowest position, moves upwards and takes the armature 38 with it. When the armature 38 comes into contact with the housing of the magnetizing coil and the outer shoulder 39 α of the armature actuates the probe arm 40, the motor 33 is stopped and the magnetizing coil 41 is excited. An overrun of the motor can be absorbed by compressing the coil spring 36. Then the motor 33 is rotated in the opposite direction, which again rotates the spline tube 29, but cannot run axially downwards because it is held against axial movement by the magnet, so that the component 11 provided with the screw thread moves upwards . The intermediate component 21 is set in rotation, which causes the flywheel 25 to rotate while idling. By lifting the component 11, the graphite support column 10 is raised, which in turn lifts the absorber tube 8 from position B to position A.

Die Abbremsvorrichtung kann nun erneut wirksam werden, wenn durch Abschalten des Magneten die Absorberröhre 8 und das Bauelement 11 zuerst frei fallen und dann das Schwungrad 25 in der beschriebenen Weise beschleunigen, um die kinetische Energie der nun rasch fallenden Teile aufzunehmen.The braking device can now become effective again, if by switching off the magnet the absorber tube 8 and the component 11 first fall freely and then the flywheel 25 in FIG Accelerate wisely in order to absorb the kinetic energy of the now rapidly falling parts.

Claims

Patent claims:

1. Mechanical braking device for a freely falling body, in particular a nuclear reactor control rod, consisting of a component in mechanical operative connection with the body, which moves when the body falls is moved in a straight line and secured against rotation, and one with both the Component as well as a flywheel in mechanical operative connection intermediate component with curvilinear pin guides between the component and the flywheel, which the translational energy of the ao convert falling body into rotational energy, characterized in that the with one end attached to the body (8, 10), rod-shaped component (11) extends lengthways of the fall path of the body moves and at its end facing away from the body with lateral Projections (12, 12 a, 14, 15) is provided, which in the curvilinear guides (23) of the rotatable, engage in the axial direction fixed intermediate component (21), whose only at the end the fall path through the guides (23) forced rotary movement on a flywheel (25) is transmitted, and the axes of rotation of the flywheel (25) and the intermediate component (21) due to a concentric arrangement of the same to each other and to the component (11) coincide.

2. Braking device according to claim 1, characterized in that the intermediate component (21) is a tube in which a fixed guide tube (16) is arranged concentrically, which receives the rod-shaped component (11) in its interior, its lateral projections (12,12 a, 14,15) as rigid, perpendicular to the Guide tube axis arranged arms (12 a) formed with two rollers attached to an arm are, of which the outer rollers (15) in the guide slots (23) of the intermediate component (21) and the inner rollers (14) in axially extending slots (16 a) of the stationary Slide the guide tube (16).

3. Braking device according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate component (21) drives the flywheel (25) via a gear (26) and the intermediate component and the flywheel are mounted on the stationary guide tube (16).

Considered publications:
French patent specification No. 1 282 059,
851;
British Patent No. 913 405.

For this purpose 2 sheets of drawings