DE2645579B2 - Vorrichtung zur Freigabe und Sperrung oder Bremsung der Relativbewegung zweier Teile, insbesondere zur Halterung von Rohrsystemen in Kernkraftwerken - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen und durch die US-PS 28 56 179 bekannt gewordenen Art.

Diese bekannte Vorrichtung ermöglicht die Bremsung und Dämpfung von sehr großen Kräften, die lediglich durch die mechanische Festigkeit der Vorrichtung selbst begrenzt sind. Die Sperrwirkung der Bremskraft ist hierbei um so größer, je größer die Störkraft wird, eine absolute Sperrung dieser bekannten Vorrichtung ist jedoch nicht möglich. Weiterhin ist bis zum Einsetzen der Bremswirkung eine gewisse Bewegung der beiden Teile gegeneinander erforderlich, so daß Schwingungsbewegungen mit kleiner Amplitude jedoch mit großen Kräften nicht oder nur wenig gedämpft werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Vorrichtungen der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art in so weit zu verbessern, daß bei Beibehaltung der bei diesem Stand der Technik erreichten Vorteile, die darin zu sehen sind, daß die Vorrichtungen bei sehr großen Kräften wirksam sein können, die lediglich durch die mechanische Festigkeit der Vorrichtungen selbst begrenzt sind, und außerdem die ausgeübte Sperrung der Bremskraft um so größer ist, je größer die Störkraft wird, darüber hir.aus noch ein Wirksamwerden der Vorrichtungen in Abhängigkeit von einem Sperrbeschleunigungsweg erzielt wird, der in einem großen Bereich liegen kann, wobei die gewünschte Sperr- oder Bremskraft für einen Stoß mit vorgegebenem Wert unmittelbar oder fast unmittelbar nach einem sehr kurzen Weg erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine unmittelbare Dämpfung von Stör- oder Stoßkräften nach einem sehr kleinen oder den Wert 0 aufweisenden Weg des gegenüber dem Gehäuse verschiebbaren Elementes, und weiterhin kann im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik eine absolute Sperrung der Relativbewegung der beiden Teile erzielt werden und nicht nur eine Bremsung. Die Verwendung von ίο Bremseinrichtungen, die bei nur geringer oder ohne Relativbewegung der beiden Teile gegeneinander wirksam werden ist durch den Stand der Technik nicht nahegelegt

Es sind zwar aus der Britischen Patentschrift 10 00 123 rein hydraulisch wirkende Stoß- und Schwingungsdämpfer bekannt, die von Meßfühlern gesteuert sind, die auf den Druck des Strömungsmediums in einem von der Vorrichtung aufgehängten Rohr oder auf die Temperatur dieses Strömungsmediums oder auf die Position des Rohres ansprechen. Dieser Stand der Technik vermag jedoch keinen Hinweis auf die Anwendung derartiger Meßfühler bei völlig anders gearteten Vorrichtungen gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs genannten Art zu geben. Derartige hydraulisehe Vorrichtungen weisen langfristig eine schlechte Betriebssicherheit auf Grund von Abdichtungsproblemen auf und weiterhin tritt bei diesen Vorrichtungen eine Temperaturabhängigkeit auf Grund der Eigenschaften dei die Abdichtungen bildenden Materialien sowie der Hydraulikflüssigkeit auf.

Die Entwicklung der Erfindung ausgehend von dem zu verbessernden Stand der Technik gemäß der US-PS 28 56 179 über die noch zu lösende und auf diesen Stand der Technik spezifizierte Aufgabe mit den im kenn-

iä zeichnenden Teil des Patentanspruches angegebenen Lösungsmitteln und damit die Entwicklung des Gestaltungsprinzips bei der Erfindung war nicht ohne weiteres und ohne erfinderische Überlegungen möglich, weil hierzu beim Stand der Technik keine ausreichenden technischen Hinweise zu erkennen sind. Insoweit es sich bei der Aufgabenlösung um eine Überschneidung mit dem Stand der Technik gemäß der GB-PS 10 00 123 handelt, hat der zuletzt genannte Stand der Technik insofern keine technischen Hinweise auf die Aufgabenlösung geben können, als bei ihm — wie soeben dargelegt — in jeder Beziehung andere technische Verhältnisse herrschen als bei der Erfindung.

Unter dem sehr kleinen oder den Wert 0 aufweisenden Weg soll ein Weg von beispielsweise in der Größenordnung von 0,1 bis 0,5 mm verstanden werden. Es ist daher verständlich, daß, sobald die Störung eine Größe, beispielsweise bezüglich der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung derart aufweist, daß die Wirkung der Vorrichtung hervorgerufen werden soll, diese Vorrichtung praktisch momentan reagiert, ohne daß eine merkliche Bewegung der beiden Teile gegeneinander möglich ist. Die Bremseinrichtungen können beispielsweise die Form von elektromagnetischen Bremsen oder Kupplungen aufweisen, und die

f>o Schwingungsmeßfühler können an einem der relativ zu einander beweglichen Teile oder an einer anderen geeigneten Stelle angeordnet sein, beispielsweise in dem Fall, in dem der Meßfühler ein Seismograph ist.

Die Merkmale der Erfindung und deren technischen

*>5 Vorteile ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit dem Anspruch und der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine vereinfachte schematische Ansicht einer Anwendung einer Ausführungsform der Vorrichtung,

F i g. 2 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung, F i g. 3 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung.

Im folgenden werden zunächst die F i g. 1 und 2 s beschrieben.

In den F i g. 1 und 2 ist eine Ausfuhrungsform der Vorrichtung gezeigt, die ein Gehäuse 1 aufweist, das beispielsweise eine zylindrische Form aufweist und mit einer Verlängerung 2 versehen ist, die innere Nuten 3 aufweist Diese Verlängerung 2 ist über eine starre Stange 4 uät einer Schelle 5 verbunden, die eine Rohrleitung 6 umgibt, und zwar vorzugsweise über ein Gelenk. Die Schelle 5 und das Gehäuse 1 sind auf diese Weise miteinander verbunden. is

Durch das Gehäuse 1 läuft eine Gewindestange 7 hindurch, deren eines Ende beispielsweise über ein Gelenk 8 mit einer Halterung 9 verbunden ist Das andere Ende der Stange 7 trägt einen Kopf 10, der in Axialrichtung beweglich in der Verlängerung 2 geführt und gegen eine Drehung durch seitlicne Rippen gesichert ist die in die Nuten 3 eintreten. Die Gewindestange 7 kann sich daher in Axialrichtung in dem Gehäuse verschieben, sie kann sich jedoch nicht gegenüber dem Gehäuse drehen. Die Rohrleitung 6 kann beispielsweise eine Rohrleitung eines Kernreaktors sein, und die Halterung 9 ist ein Teil des Gehäuses, beispielsweise des Reaktordruckgefäßes.

Wie aus Fig.2 zu erkennen ist, weist das Genäuse 1 einen Raum mit allgemein zylindrischer Form um die Achse der Gewindestange 7 auf.

Im Inneren dieses Raumes befindet sich eine massive Mutter 74, die auf das Gewinde der Gewindestange 7 mit Hilfe eines komplementären Innengewindes aufgeschraubt ist Die Mutter kann sich im Inneren des Gehäuses drehen, in dem sie mit Hilfe von Kugellagern gelagert ist Die Mutter 74 weist einen in der Mitte angeordneten Radialflansch 75 auf, der sich zwischen der beiden Klemmbacken einer elektromagnetischen Bremse 76 bewegen kann. Wenn die Gewindestange 7 mit einer langsamen Translationsbewegung mit geringer Beschleunigung angetrieben wird, kann sich die Mutter 74 leicht drehen und die Bremse 76 wird nicht betätigt Wenn andererseits eine Störung oder eine Störkraft beispielsweise im Bereich eines beliebigen Teils 77 der Rohrleitung 6 festgestellt wird, beispielsweise mit Hilfe eines Schwingungsmeßfühlers 78, der mit der Rohrleitung verbunden ist wird die Betätigung der Klemmbacken der elektromagnetischen Bremse 76 hervorgerufen, die die Mutter über den Flansch 75 bremst und die Drehung der Mutter wird dadurch verlangsamt oder, falls gewünscht blockiert Der Schwingungsmeßfühler 78 steuert zu diesem Zweck eine elektronische Steuereinrichtung 79, die die Bremse 76 aus einer beliebigen Stromquelle 80 speisen kann.

In Fig.3 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gezeigt bei der die Mutter 81, die in ihrer Wirkungsweise der Mutter 74 entspricht, mit einer elektromagnetischen Bremse verbunden ist, die schematisch bei 82 dargestellt ist und die ebenfalls von außen her gesteuert wird, beispielsweise durch einen Schwingungsmeßfühler gemäß Fig.2. Die Mutter 81 weist weiterhin kreisringförmige Reiboberflächen auf, die mit Reibbelägen 83, 84 versehen sind, die bei einer Axialverschiebung der Mutter mit entsprechenden ebenen Oberflächen 85, 86 des Gehäuses Γ in Reibeingriff kommen. Wenn die Gewindestange durch eine Bewegung mit geringer Beschleunigung angetrieben wird dreht sich die Mutter 81 ohne Schwierigkeiten. Wenn andererseits eine größere Beschleunigung vorliegt wird der Schwingungsmeßfühler betätigt und steuert die elektromagnetische Bremse an. Die Drehung der Mutter 81 wird dadurch erschwert und der Vorgang läuft so ab, als ob die Mutter plötzlich eine wesentlich größere Trägheit aufweisen würde, so daß sie sich nicht mehr dreht sondern durch die Gewindestange angetrieben wird, bis eine der Oberflächen 83, 84 mit der entsprechenden Oberfläche 85 oder 86 in Berührung kommt, wodurch die Vorrichtung vollständig blockiert wird.

Selbstverständlich ist eine Vielzahl von anderen Ausführungsformen möglich, bei denen die Erhöhung der Trägheit der Mutter durch Schwingungsmeßfühler hervorgerufen wird, beispielsweise nach Feststellung durch einen Seismographen, der eine Bremsung oder gegebenenfalls eine vollständige Blockierung der Mutter hervorruft.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verrichtung zur Freigabe und Sperrung oder Bremsung der Relativbewegung zweier Teile in Abhängigkeit von der Größe der diese Relativbewegung hervorrufenen Störkraft, insbesondere zur Halterung von Rohrsystemen in Kernkraftwerken, mit einem Rahmen oder einem Gehäuse, das mit einem der Teile verbunden ist, mit einem mit dem anderen Teil verbundenen Element, das durch das Gehäuse hindurch ohne Drehung gegenüber diesem Gehäuse verschiebbar ist, und mit einem rotierenden Element, das durch eine Bewegung dss ersten Elementes in Drehung versetzbar ist, um diese Bewegung zu ermöglichen und um diese Bewegung zu sperren oder zu bremsen, wenn die Drehung verhindert oder gebremst wird, weil die Störkraft eine ausreichende Größe aufweist, wobei das rotierende Element mit Bremseinrichtungen zur Sperrung oder zur Bremsung des rotierenden Elementes zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sperrung oder Bremsung des rotierenden Elementes (74, 81) nach einem sehr kleinen oder den Wert 0 aufweisenden Weg, also vor allem bei Schwingungsbewegungen des gegenüber dem Gehäuse verschiebbaren Elementes (7) die Bremseinrichtungen (76, 82) durch eine Steuervorrichtung (78) betätigbar sind, die zumindestens einen in der Empfindlichkeit einstellbaren Schwingungsmeßfühler zur Feststellung der Stör- oder Stoßkräfte aufweist.