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Brems- und Haltevorrichtung .Die Erfindung betrifft eine Brems- und
Haltevorrichtung für ein Translations- oder Drehbewegungen ausführendes Maschinenteil
mit an das zu bremsende bzw. zu haltende Maschinenteil anpreßbaren Bremsbacken und
mit einer Betätigungseinrichtung, durch die die Bremsbacken zum Anliegen an das
Maschinenteil gebracht und von diesem gelöst werden können. Derartige Vorrichtungen
sind aus dem Bremsenbau allgemein bekannt. Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der vorgenannten Art zu schaffen, die sich
durch eine äußerst gedrungene Bauweise auszeichnet und die möglichst wenig Verschleißteile
enthält. Sie Sold als Brems-oder Haltevorrichtung für Hub- oder Drehbe'wegungen
allgemeiner Art geeignet sein, insbesondere für die Steuerung von Bewegungen von
Abschalt- und Regelstäben im Reaktorbau. Bei den bekannten Band- oder Backenbremsen
ist das abzubremsende oder zu haltende Maschinenteil von einem Band bzw. von Bremsbacken
umgeben, die im Brems- bzw. Haltefall an das Naschinenteil angedrückt werden und
durch Reibungsschluß die angestrebte Wirkung erzielen. Dabei wird bei den bekannten
Vorrichtungen die Brems-bzw. Haltekraft über mechanische Hebel eingeleitet, wobei
die-Betätigungshebel von Hand, durch elektrischen Servomotorg durch Hydrau. lik-
oder Pneumatikkelben erfolgt. Diese bekannten Bremskonstruktionen weisen verschiedene
Nachteile auf, welche sie insbesonders für den speziellen Einsatz auf dem Gebiet
des Reaktorbaues ungeeignet machen. Diese Nachteile liegen vor allem in einem zu
großen Raumbedarf, einer komplizierten Bauweise und dem dadurch bedingten verhältnismäßig
großen Aufwand der bekannten Vorrichtungen. Die zur Betätigung der Bremsbacken bzw.
des Bremsbandes verwenideten Hebel und Gestänge bedingen für Lagerung und Gelenke
mehrere:- Versohleißstellen,'was ebenfalls unerwünscht ist.
Zur
Vermeidung det vorgenannten Nachteile wird erfindungsgemäß eine Brems- und Haltevorrichtung
für ein Translations- oder Drehbewegungen ausführendes Maschinenteil mit an das
zu bremsende bzw. zu haltende Maschinenteil anpreßbaren Bremsbacken und mit einer
Betätigungseinrichtung, durch die die Bremsbacken zum Anliegen an das Maschinenteil
gebracht und von diesem gelöst werden könneng in Vorschlag gebracht, die dadurch
gekennzeichnet,ist, daß die Betätigungseinrichtung aus mindestens einem, durch Änderung
des Innendruckes elastisch verformbaren Ovalrohr besteht, das zwischen den Bremsbacken
und einem feststehenden Teil so angeordnet ist, daß es mit seiner flachen Seite
einerseits an den Bremsbacken und andererseits an dem feststehenden Teil anliegt
und daß das Ovalrohr an eine ein Druckmittel führende Leitung angeschlossen ist
und Steuermittel vorgesehen sind, durch die der in dem Ovalrohr herrschende Innendruck
verändert werden kann.
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Es ist wohl eine aufblähbare elastische Dichtung ringförmigen
Querschnittes zum Abdichten einer abnehmabren Schleusenkammer für radiaktiv verseuchte
Manipulierräume bekannt (DAS '1256 334). Die Dichtwirkung wird dabei durch
pneumatische Beaufschlagung der ringförmigen Dichtung erzielt. Als Brems- oder Haltevorrichtung
im Sinne der hier vorliegenden Aufgabenstellunj ist diese bekannte Dichtung schlecht
geeignet, weil die Verformung des Ringquerachnittes nicht in einer bestimmten gewünschten
Richtung und nur durch Aufblähen stattfindet und somit nicht genügend Bremakraft
erzeugt werden könnte.
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Bei dem bei der erfindungegemäßen Vorrichtung vorgesehenen Ovalrohr
findet dagegen die Verformung in einer bevorzugten Richtung statt, da der ovafe
Querschnitt bei Druckbeaufschlagung bestrebt ist, sich einer Kreisform zu nähern.
Dadurch ist die Möglichkeit geschaffeng metallische Werkstoffe für das Ovalrohr
zu verwenden und das Rohr mit entsprechend hohem Druck zu beaufschlagen, so daß
die Übertragung einer ausreichenden Kraft auf die Bremsbacken erreicht werden kann.
Das Ovalrohr beansprucht dabei äußerst wenig Platz, so daß sich eine sehr
gedrungene Bauweise der Vorrichtung ergibt. Ausser den Bremsbacken, einem sie umgebenden
Gehäuse und
dem unmittelbar zwischen diesen Teilen angeordneten
Ovalrohr, sind keine weiteren mechanischen Teile zur Kraftübertragung er-' forderlich,
woraus sich die besondere Einfachheitder erfindungegemäßen Vorrichtung ergibt.
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Es ist noch zu bemerken, daß die Erfindung durch die der Einfachheit
halber gewählte Bezeichnung "Ovalrohr" nicht auf die Verwendung von Rohren mit Querschnittsformen
beschränkt ist, die streng genommen einem Oval entsprechen, worunter im gewöhnlichen
Sprachgebrauch eine länglich runde Form verstanden wird. Das "Oval" kann dabei mehr
oder weniger flach ausgebildet sein und es sollen ausdrücklich auch solche Formen
unter die Erfindung fallen, bei denen der Querschnitt des Rohres zwei flache bzw.
gerade parallel zueinander angeordnete Längsseiten aufweist, die beiderseits durch
halbkreisförmige Abschnitte miteinander verbunden sind.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann das elastisch verformbare
Rohr als ein zu einer Spirale gewickeltes Ovalrohr ausgebildet sein. Der Erfindungsgedanke
kann aber auch so abgewandelt werden, daß auf jedem Bremsbacken mindestens ein sich
in Längerichtung des Maachinenteiles erstreckendes gerades Ovalrohrstück angeordnet
ist.
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Die Brems- und Haltevorrichtung nach der Erfindung.ist nachstehend
an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Eine erste Ausführungsform ist in der Fig. 1
im Längsschnitt und in der Fig.
2 im Querschnitt dargestellt und zwar nach den entsprechenden Schnittführungen I-I
bzw. II - II. Eine weitere Aifsführungsform der Erfindung ist in der Fig.
3 im Längsschnitt und in der Fig. 4 im Querschnitt entsprechend den Schnittführungen
III - III bzw. IV - IV dargestellt.
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In der Fig. 1 bedeutet 1 ein zu verschi(bendea oder
zu drehendes Maschinenteil, beiapieltweise einen Abschalt- bzw. Regelstab für Kernreaktor.
Um diesen Stab sind viele Bremsbacken 2 mit darauf befestigten Bremsbelägen angeordnet.
Über die Bremsbacken ist das zu einer Spirale gewickelte Ovalrohr 3 geschobene.
Der Autang der Spirale steht mit einer Druckgasleitung in Verbindung, deren Anschlußteil
mit 6 bezeichnet ist, während das Ende der
Spirale dicht
verschlossen ist. Ein Gehäuse in Form einer Stützschale 4 umgibt die Spirale von
aussen. In azialer Richtung sind die Bremsbacken 2 an den Baden des Gehäuses durch
zwei Druckringe 5 festgelegt. Über die Druckgasleitung 6kann die aus dem
Ovalrohr gebildete Spirale mit dem Druckmittel (Pfeil 10) beaufeschlagt werden.
Hierzu, bzw. zur Änderung des Druckes kann eine in der Druckleitung liegende, in
der Zeichnung nicht dargestellte, Steu'ereinrichtung dienen.
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Die Wirkungeweise der erfindungegemäßen Vorrichtung besteht darin,
daß sich bei Druckbeaufschlagung der Rohrepirale der Querschnitt des fischen Ovalrohres
elastisch verformt. Wegen der steifen Stützschale 4 kann sich die elastische Verformung
des Rohres 3 nicht nach auseen auswirken, d.h. es wird sich bei der eintretenden
Ver--formung nur der Innendurchmesser der Spirale verkleinern, wobei eine radial
nach innen wirkende Kraft auf die Bremsbacken 2 ausgeübt wird. Diese werden dadurch
gegen den Stab 1 gepreßt, so daß sie ihn abbremsen bzw. festhalten. Beim
Nachlassen bzw. Vermindern des Innendruckes im Ovalrohr verschwindet auch dessen
Verformung" die Bremavorrichtung ist dann wieder gelüftet.
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Ein bevorzugtes Anwendungegebiet der Erfindung ist wie gesagt
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bei Abschalt- und Regelstabantrieben gegebÜn. , beispielsweise für
einen gaägekUhlten (Kugelhaufen) Kernreaktor. Dabei soll der Stab zu Regelzwecken
schrittweise und im Abschaltfall schnell in das Reaktoreore eingefahren werden'können.
Es ist dabei erforderlich, den Stab in einer bestimmten Lage festzuhalten
oder in eine andere Stellung zu transportieren, was durch die erfindungegemäße Brems-
und Haltevorrichtung in einfacher und zuverlässiger Weise -bewirkt worden kann.
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Die Erfindung ist mit gleichem Vorteil anwendbar, wenn das Maachinenteil
statt einer Translationebewegung Drehbewegungen auszuführen hat, also wenn es sich
bei dem Teil 1 um eine Welle handelt. Die beschriebene bzw. dargestellte
Vorrichtung kann dabei unverändert Verwendung finden. Aus dem vorher Gesagten ist
auch ohne ,weiteren ersichtlich, daß die erfindungegemäße Vorrichtung fest angeordnet
sein kann und dazu benutzt werden kanng einen-sich ver-.
schiebenden
Stab oder eine sich drehende Welle abzubremsenp zum Stillstand zu bringen und in
dieser Lage festzuhalten. Die erfindungsgemäßä Vorrichtung kann aber auch Teil eines
Antriebes sein und so dazu dieneng einen Stab festzuklemmen, um ihn dann in axialer
Richtung zu verschieben oder sonst eine Bewegung, beispielsweise eine Schwenkbewegung
ausführen zu lassen oder sie kann auch dazu dienen, einErWelle eine Drehbewegung
zu erteilen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 wird der
gleiche Effekt erzielt, wie im Falle der Anordnung nach den Fig. 1 und 2
und zwar durch die Anordnung mehrerer gerader Rohrstücke 7 ovalen Querschnittes.
Von diesen Rohrstücken, die über einen Hohlring 8
mit einer Druckgaeleitung
9 verbunden sind, ist hier in axialer ,Richtung jeweils eines auf einem der
sechs Bremsbacken 2 angeordnet. Mit 1 ist hier wiederum das Maschinenteil
(Stab oder Welle) bezeichnet, das duroh Beaufschlagung der Ovalrohre 7 mit
Druckmittel abgebremst bzw. festgehalten werden kann. Im übrigen entspricht der
Gesamtaufbau und die Wirkungsweise der bereits vorstehend beschriebenen Vorrichtung.
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Die Erfindung ist nicht auf die.beschriebenen bzw. dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. Es sind auch Anordnungen denkbar, bei denen die Bremsbacken das zu bremsende
bzw. zu haltende Maschinenteil nicht volletändigg sondern nur auf einem Teil sein-es
Umfanges umgeben. Ferner kann der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke
- nämlich, die Verformung flacher bzw. ovaler, unter Innehdruck stehender
Rohre, dazu zu benutzen, Bremsbacken -gegen ein abzubremsendes oder zu haltendes
Maschinenteil zu drücken
- auch bei nach Art von Innenbackenbremsen ausgebildeten
Brems- und Haltevorrichtungen Anwendung finden, wenn dies auf Grund vorhandener
konstruktiver Gegebenenheiten zweckmäßig erscheint. In solchen Fällen wird man sinngemäß
die Anordnung so treffen. daß die Bremsbacken in R ichtung radial nach aussen an
eine Innenfläche des abzubremsenden Maschinenteiles durch die Verformung flacher
Ovalrohre angepreßt werden, die zwischen den Brems-. baöke# und einem feststehenden
Abstützteil angeordnet sind. Schließlich wäre es im Rahmen des Erfindungsgedankens
auch noch möglich, inäbesondere wenn es-sich um die Abbremsung bzw. Übertragung'
verhältnismäßig
geringer Kräfte handeltg auf die Anordnung besonderer Bremobacken überhaupt zu verzichten
und die durch Innendruck beaufachlagten Ovalrohre mit einer ihrer Flachseiten direkt
auf das abzubremsende bzw. zu haltende Teil wirken zu lassen. Auf diese Weise kann
der ohnehin geringe Raumbedarf der erfindungagemäßen Vorrichtung noch weiter verkleinert
werden. Dabei müßte allerdings für'die Rohre ein klaterial gewählt werden, daß
abzubremsende Maschinenteil kommende Plachseite des Ovalrohres mit einer besonderen
Schicht bzw. einem überzug versehen, derdie Funktion eines Bremsbelages übernimmt.