DE1425248A1 - Bremsvorrichtung fuer die Fallbewegung eines Koerpers,insbesondere eines Regelstabs in einem Kernreaktor - Google Patents

Description

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P 14 25 248.5 Berlin,den 12. August 1968

Europäische Atomgemeinaohaft (BUBATOM) Brüssel

Bremsvorrichtung für die ffallbewegung eines Körpers, insbesondere eines Regelstabs in einem Kernreaktor

Sie Erfindung bezieht sich auf eine Bremsvorrichtung für die fallbewegung eines Körpers, insbesondere eines Hegelstabs in einen Kernreaktor, der an dem freien Ende eines auf eine froi mel aufgewickelten Seiles befestigt ist, wobei die Trommel durch zwei fellen, zwischen die eine Freilaufkupplung geschaltet ist, mit einem Antriebsmotor zum Heben des Körpers verbunden ist.

Bekanntlich werden die Regelstäbe im allgemeinen an dem Ende eines Seiles aufgehängt₉ welohes auf einem oberhalb des Reaktors angeordneten Antriebsmechanismus aufgewickelt ist. Im Laufe des Betriebes können die Stäbe auf diese Weise zu verschiedenen und bestimmten Eintauchtiefen im Inneren der den Kern bildenden Zellen und Brennstoffelemente: abgesenkt werden, us die dort vor sich gehenden,langsam verlaufenden Heaktivitäteänderungen zu kompensieren. Indessen müssen die Stäbe

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aber, ausgehend von einer jeden der vorhergehenden Stellungen, vollständig in den Kern eingeführt werden können, um sehr rasch die Spaltungsreaktion zu unterbrechen, wenn die Zunahme der Radioaktivität aus irgendeinem Grund das zugelassene Haß übersteigt· Die letztgenannte Bedingung wird für gewöhnlich verwirklicht, indem die Trommel, auf der das Seil aufgewickelt ist, von ihrem Steuermotor durch eine Kupplungseinrichtung abgekuppelt und damit dem zugehörigen Hegelstab gestattet wird, unter Schwerkraftwirkung rasch zu fallen, wobei außerdem Mittel vorgesehen sind, die Beschleunigung, die der Stab im Laufe seines Fallens erfährt, zu begrenzen, um jeden Stoß oder jedes Rückprallen desselben am Ende seiner Bahn zu verhindern·

Man hat für solche und ähnliche Zwecke bereits eine Schwungscheibe verwendet, die über eine torsionselastische Hülse mit einer auf die Windenwelle wirkenden Bandbremse verbunden ist· Dabei können aber infolge der vom Angriff der Bandbremse ausgehenden Rückwirkungen auf die torsioneelastische Hüls.« Rückkopplungs- und damit Schwingungserscheinungen auftreten, die die Wirksamkeit und Zuverlässigkeit der bekannten Vorrichtung im Gefahrenfalle beeinträchtigen·

Ähnliche Feststellungen gelten für eine andere bekannte, dem gleichen Zweck dienende Vorrichtung, bei der ein Schwungrad einen feil der beim Fall des an der Winde hängenden Körpers

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freiwerdenden kinetischen Energie aufnimmt und der Rest derselben durch unmittelbar vor dem Irreichen der tiefsten Lage des Körpers über ein torsionselastisches Zwischenglied wirksam werdende Bremsschuhe vernichtet wird«

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine Bremsvorrichtung zu schaffen, die unter Vermeidung von Rückkopplungsund Schwingungserscheinungen das Verzögern und das anschließende Anhalten eines Regelstabes, oder allgemeiner eines sich im freien Pail bewegenden Körpers, am Ende seines Fallweges erlaubt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß auf der der

Trommel zugekehrten, mit einem Gewinde versehenen Welle eine I

scheibenförmige Mutter aufgeschraubt ist, die gegen Verdrehen bezüglich eines Gehäuses gesichert, jedoch axial gemäß der Drehung der Welle beweglich ist, und daß auf der dem Motor zugekehrten Welle Hebel mit Fliehgewichten angelenkt sind, deren Auslenkwinkel über derartige nichtgradlinige Führungsmittel von der axialen Stellung der Mutter bestimmt wird, daß die Gewichte während des Falls des Körpers achsnah gehalten werden und zum Bremsen nach außen schwenken·

Die Erfindung vermeidet die vorerwähnten Nachteile der bekannten Vorrichtungen und ermöglicht es, eine kontinuierlich wirksame, nicht durch mechanische Rückkopplungserscheinungen und \⁵' Schwingungen beeinträchtigte, zur Vermeidung des Auftretens

ORIGINAL INSPECTED ^ ·:

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von Rückprall- oder übermäßigen Stoßbeanspruchungen an den fallenden Körpern, insbesondere den ^egelstäben, zuverlässig ausreichende Bremsung der letzteren bei ihrem freien Pail durchzuführen und gleichzeitig die Bremsvorrichtung leicht den jeweils maßgebenden Betriebsverhältnissen anzupassen Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch,, daß eine Bremsvorrichtung der eingangs gekennzeichneten Art in der Weise ausgebildet ist, daß auf Sir Trommel zugekehrten mit einem Gewinde versehenen Welle eine scheibenförmige Mutter gegen Verdrehung gesichert, jedoch axial gemäß der Drehung der Welle beweglich aufgeschraubt ist,und daß auf der dem Motor zugekehrten Welle Hebel mit Fliehgewichten angelenkt sind, deren Auslenkwinkel über nicht gradlinige Führungsschienen von der axialen ^ötellung der Mutter bestimmt wird, derart, daß die Hebel und die G-ewichte während des Palis des Körpers achsnah gehalten werden und zum Bremsen nach außen schwenken.

Zweckmäßige, insbesondere raumsparende Ausführungsmöglichkeiten der erfindungsgemäß ausgebildeten Bremsvorrichtung ergeben sich dadurch, daß die Schienen auf einer Muffe montiert sind, die bezüglich ihrer translatorischen Bewegung vorzugsweise über ein koaxiales Kugellager mit der Mutter verbunden ist und bezüglich ihrer rotatorischen Bewegung vorzugsweise über Längsriefen auf der dem Motor zugekehrten Welle mit dieser gekoppelt ist«.

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Dabei können die Schienen als Führungsschlitze ausgeführt sein, in denen Nocken gleiten, welche zwischen den Gewichten und den Anlenkpunkten an den Hebeln angebracht sind·

Ferner können die Führungsschlitze etwa die Form eines Spazierstockes aufweisen mit einem langen graden Stück, in dem die Gewichte achsnah gehalten werden, und einem abschließenden Rundbogen, der beim -Bremsen durchlaufen wird.

Die Hubbegrenzung der Bremsvorrichtung kann dadurch ermöglicht werden, daß die translatorische Bewegung der Mutter durch einen festen Anschlag und wenigstens einen elastischen Anschlag begrenzt wird, die mit einem äußeren, feststehenden Gehäuse kraftschlüssig in Verbindung stehen.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung im einzelnen anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, die in einem seitlichen Aufriß eine Bremsvorrichtung zeigt, welche insbesondere dazu dient, die Stellung eines Regelstabes im Inneren eines Kernreaktors zu steuern.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist der Regelstab 1 mittels eines Seiles 3 an einer drehbaren Trommel 2 aufgehängt. Die Trommel wird von einer Welle 4 angetrieben, an der die erfindungsgemäß ausgebildete Bremse 5 befestigt ist, die ihrerseits eine Welle 6 enthält, die durch den einen Antriebsmotor 7 antreibbar ist» Seine Stromversorgung kann unterbrochen werden,

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um den freien Pall des Regelstabes 1 und das Arbeiten der Bremsvorrichtung zu erlauben·

Die Vorrichtung 5 besitzt ein zylindrisches Gehäuse 8, das in der Zeichnungselene axial geschnitten dargestellt ist» Die Welle 6 treibt die Welle 4 unter Vermittlung «ines Freilaufmechanismus 9 an· Da das von dem Regelstab 1 auf die Welle 4 ausgeübte Drehmoment unter der Wirkung des Regelstabes 1 immer den gleichen Richtungssinn hat, wird der Freilauf stets mitgenommen, wenn der Motor selbst treibend arbeitet oder den Regelstab in seiner Lage hält, wobei er dessen freien lall verhindert, oder wenn der Stab frei fallend selbst die Bremsvorrichtung antreibt·

Die Welle 4 ist an ihrem Ende 4a mit Gewinde versehen und trägt eine scheibenförmige Mutter 10, die sich, wenn die Welle 4 in Umdrehung versetzt wird, axial verschieben kann«. Zu diesem Zwecke sind die seitlichen Verlängerungen der Mutter 10 gegen Drehung gesichert, aber translatorisch frei bewegbar, wobei die axiale Verschiebung der Mutter durch einen festen Anschlag 11, der mit dem Gehäuse 8 aus einem Stück besteht, sowie durch zwei andere Anschläge 12 begrenzt ist, deren jeder von einem der Federbolzen, wie den Bolzen 12, gebildet wird, die in einem im Inneren dieses Gehäuses- vorgesehenen Bundring untergebracht simd· Eine elektrische Induktionsspule 13, die zwischen den Anschlägen 11 und 12 angeordnet ist, gestattet es, durch ihre Induktions-

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veränderung die Lage der Mutter 10 und infolgedessen auch des Stabes 1 in jedem Augenblick zu bestimmen

Die Mutter 10 trägt unter Vermittlung eines Kugellagers 14 eine Muffe 15» die sieh axial in dem einen oder anderen Sinne verschieben kann, und einen eingeschnürten, mit einer an sich bekannten Keilverzahnung 15b versehenen Teil 15a aufweist. Diese Keilverzahnung 15b greift in eine entsprechende, in die Welle eingearbeitete Keilverzahnung 6a ein, wobei sich die letztere axial von dem Freilaufmechanismus bis zu einem Paar von Armen 16 hinerstreckt, die radial auf der Welle 6 in einer passenden, von dem Freilauf entfernten Lage befestigt sind. Der Freilaufmechanismus 9 und die Arme 16/grenzen auf diese Weise die axiale Verschiebung der Muffe 15, und dieser Abstand ist gleich oder um ein weniges geringer als jener, der der Verschiebung der Mutter 10 entspricht.

An jeden der Arme 16 ist je ein Hebel 17 angelenkt, deren freie Enden Massekörper 18 von bestimmtem Gewicht tragen. An dem mittleren Teil der Hebel 17 befestigte Hocken 19 greifen in Führungsschlitze 20 hinein, die einen gradlinigen und einen kreisbogenförmigen Teil aufweisen und in Platten 21 eingearbeitet sind, welche die Muffe 15 verlängern.

Die Bremsvprrichtung ist nun so ausgebildet, daß im Laufe des Betriebes die Massekörper 18 bei der Rotation der Wellen 4 und 6 nur ein geringes Schwungmoment ergeben, wenn sich der Regel-

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stab 1 hierbei in seiner höchsten Stellung befindet. Der fiegelstab 1 kann dann mittels des in normaler Weise auf die Wellen 4 und 6 einwirkenden Antriebsmotors 7 so verlagert werden, daß er irgendeine vertikale Lage einnimmt.

Soll der Regelstab rasch abfallen, so wird der Motor abgekuppelt, und der Stab treibt durch sein Eigengewicht die Ausgangswelle 4 an. Die Mutter 10 verschiebt sich axial, wobei sie die Muffe 15 mitnimmt. Zu Beginn der Bewegung bleiben die Massekörper 18 mit

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der Welle 6 in Berührung, wobei sich Hocken 19 in dem geradlinigen Teil der Führungsschlitze 20 verschieben. Indem die Hocken alsdann aber mit dem gekrümmten Teil der Schlitze zum Eingriff gelangen, bewirken sie fortschreitend ein Sichvoneinanderentfernen der Massekörper. Das Schwungmoment der Welle 6 wird damit rasch erhöht, um einen maximalen Wert zu erreichen, der das Verzögern der Regelstabbewegung hervorruft und der schließlich der Stellung der Massekörper entspricht, die in der Zeichnung in strichpunktierten Linien dargestellt ist und in der der Trägheitshalbmesser der Gesamtheit von Welle 6 und Massekörper 18 der allergrößte isto

Vt/SM - 15 949 Pat ent ans prüche:

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Claims (1)

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   TEL. 0311 - 762907 · TELEGR. PROPINDUS ■ TELEX 0184057 TEL. 0811 · 225585 - TELEGR. PROPINDUS . TELEX 0521244

   P 14 25 248.3 Berlin, den 12. August 1968

   Europäische Atomgemeinsohaft (EURATOM) Brüssel

   Patentansprüche:

   Bremsvorrichtung für die Fallbewegung eines Körpers, insbesondere eines Regelstabs in einem Kernreaktor, der an dem freien Ende eines auf eine Trommel aufgewickelten Seils befestigt ist, wobei die Trommel durch zwei Wellen, zwischen die eine Freilaufkupplung geschaltet ist, mit einem Antriebsmotor zum Heben des Körpers verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Trommel (2) zugekehrten, mit einem Gewinde (4a) versehenen Yielle (4) eine scheibenförmige Mutter (10) aufgeschraubt ist, die gegen Verdrehen bezüglich eines Gehäuses (8) gesichert, jedoch axial gemäß der Drehung K der Welle beweglich ist, und daß auf der dem Motor zugekehrten Welle (6) Hebel (17) mit Fliehgewichten (18) angelenkt sind, deren Auslenkwinkel über derartige nichtgradlinige Führungsmittel (20) von der axialen Stellung der Mutter (10) bestimmt wird, daß die Gewichte während des Falls des Körpers (11) achsnah gehalten werden und zum Bremsen nach außen schwenken·

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   2β Bremsvorrichtung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (20) auf einer Muffe (15) montiert sind, die bezüglich ihrer translatorischen Bewegung vorzugsweise über ein koaxiales Kugellager (14) mit der Mutter (10) verbunden ist und bezüglich ihrer rotatorischen Bewegung vorzugsweise über eine Keilverzahnung (6a) auf der dem Motor (7) zugekehrten Welle (6) mit dieser gekoppelt istο

   3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen als Führungsschlitze (20) ausgeführt sind, in denen Nocken (19) gleiten, welche zwischen den Gewichten (18) und den Anlenkpunkten (16) an den Hebeln (17) angebracht sind»

   4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschlitze (20) etwa die Form eines Spazierstocks aufweisen mit einem langen graden Stück, in dem die G-ewichte achsnah gehalten werden, und einem abschließenden Rundbogen, der beim Bremsen durchlaufen wird·

   5. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verschiebbarkeit der Mutter (10) auf der Welle (4) durch einen festen Anschlag (11) an dem Gehäuse (8) und wenigstens einen sich axial federnd am Gehäuse abstützenden Anschlag (12) begrenzt ist»

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