DE2721983A1 - Stossdaempfer mit zwei bauteilen - Google Patents

Description

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Anmelder: i'lie Babcock i* iVilcox Company lbi iiast ⁽i2nd Street, iiew York, N./. 1UÜ1/ -USA-

Titel: Stoßdämpfer mit zwei Bauteilen

Hie iiriindung betrifit Stoßdämpfer, insbesondere gesehv/indigkeitseuipfindliche, mechanische ueibungsstolidäiapfer,

JJei vielen Anwendungsgebieten besteht die Notwendigkeit zur Dämpfung, Miniciierung oder Unterdrückung der Bewegung von Anlagen und rohrleitungen - bezogen auf ihre Unterstützungsumfassung - die sich aus Störungskräften, wie z. B. Ströiuungspulsieren, Schwingen, liohrbrüchen und seismischer Bewegung ergeben, Diese Dämpfung oder Stoßdämpfung muß außerdem bei Störungen darch Bewegung von hoher Geschwindigkeit oder Beschleunigung vorgenommen werden, wogegen bei normaler thermischer Bewegung, Dehnung oder Zusammenziehung, die damit zusammenhängende Bewegung mit geringer Geschwindigkeit möglich sein muß.

In einem Kraftwerk besteht die Notwendigkeit für Stoßdämpfer, die, wenn sie Störkräften mit einem vorgegebenen

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ii.indestwert ausgesetzt sind, als steife Strebe oder Stütze fungieren, uu eine relative Bewegung zwischen der daran eingebauten Anlage oder Rohrleitung und dem Gebäude oder der Kraftwerkskonstruktion, an die sie angebaut sind, zu verhindern. Zum Beispiel ist es vom Sicherheitsstandpunkt aus erwünscht, zu verhindern, daß ein gerissenes Rohr im Inneren des Krai'twcrksgebäudes hin und her schwingt, Aui3erdeui ist es auch erwünscht, uiu leicht die sichere Auslegung eines ürdbebenstörungen ausgesetzten Kernkraftwerkes berechnen zu können, die Anlagen und Rohrleitungen innerhalb des Kraftwerksgebäudes fest mit der Gebäudekonstruktion zu verbinden, um eine relative Bewegung zwischen dem sich bewegenden Gebäude und der darin befindlichen Ausrüstung zu verhindern. Außerdem können sich wegen der bei kommerziellen Kraftwerken vorhandenen großen Gebäude und hohen Temperaturen Dehnungen und Zusammenziehungen in einer Grüßenordnung von mehreren Zentimetern ergeben.

Im liinblick auf die Störkräfte, die auf die Anlagen und ^ohrleitungen innerhalb eines Kraftwerkes einwirken, und iiu Hinblick auf die mit dem Betrieb verbundenen Wärmebewet,ungen wird ein Stoßfänger oder -dämpfer für notwendig gehalten, der als steife Strebe mit hoher Federkonstante, ansprechend auf eine Bewegung mit hoher Reaktionsgeschwindigkeit, dient und der auch dazu dient, Wärine bewegung en zuzulassen.

Zu den Stoßfängern oder -dämpfern gehören im allgemeinen hydraulische Kolbenstoßdämpfer, Federstoßdämpfer, Hebelstoßdämpfer und mechanische, d. h. Reibungsstoßdämpfer. Genauer gesagt umfassen die mechanischen Stoßdämpfer im allgemeinen einen sich linear bewegenden Teil, der mit einer Feder verbunden ist, und rotierende Reibungsteile,

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die die mechanische Dämpfung "bewirken. Außerdem bestehen alle Stoßdämpfer iia allgemeinen aus behältern und Ventilen oder Schrauben-uuttei-Koiuplexen, Zentrierfedern und iieibungsblechen und sind gewohnlich komplizierte, aufwendige Konstruktionen mit hoher naügenauigkeit, die schwierig zu reparieren, zusammenzubauen und zu inspizieren sind, einige weisen sogar urientierungseinschränkungen auf.

üer ü-ründung liegt die Aufgabe zugrunde, einen robusten Stoßdämpfer zu schaffen, der als starre Strebe mit einer hohen tiesamtfederkonstante wirkt, die imstande ist, einer von außen einwirkenden Störung zu widerstehen, jedoch gleichzeitig Bewegungen von relativ geringer Geschwindigkeit, wie z. ^. Wärmedehnung und -ausaimuenziehung zu ermöglichen, und die außerdem einfach und wirtschaftlich (,geringe MaU-genauigkeit) in der Konstruktion und Herstellung ist, und die leicht zu inspizieren und zusammenzubauen und in der Orientierung nicht eingeschränkt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Stoßdämpfer mit zwei Haupt-liauteilen, die verschiebbar reibschlüssig miteinander verbunden sind, dadurch gelöst, daß hydraulische Dämpfer auf mindestens einem der Bauteile angeordnet sind, die gegenüber den Ueibseiten der Baustelle liegt und diese über Silentblöcke oder dergleichen und Glieder miteinander verbunden sind.

Da Störungen von hoher Geschwindigkeit die Heibungsdämpfungskraft des Stoßdämpfers durch eine Kompressionskraft verstärken, die auf die reibungsschlüssig aneinander geschmiegten Oberflächen wirkt, wird proportional die resultierende Reibungsdämpfungskraft verstärkt. Das heißt, der Stoßdämpfer umfaßt Druckmittel, die an jedem Ende der Haupt-

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glieder und entgegen der gleitenden Ansehuiiegung der liauptglieder angeordnet sind. Jedes der Druckuiit tel ist außerdem i.ii t seinetii entsprechenden gegenüberliegenden i-iauptglied beweglich so verbunden, daii es eine Koinpressionskraft zwischen den gleitenden iiauptgliedern während einer Bewegung mit holiei" Geschwindigkeit schafft, die die iieibungskraft zwischen den iiauptgliedern proportional verstärkt; und zusätzlich sind die Druckmittel jeweils mit beiden iiauptgliedern so verbunden, daß sie Yiariue bewegung en niedriger Geschwindigkeit zwischen den Gliedern zulassen.

Genauer gesagt Ui^f&^r> i der erfindungsgeiiiäße Stoßdämpfer ein .aiuipf teil, dessen gegenüberliegende bilden mit iJef estigungsuiitteln zur Befestigung des einen iindes des Stoßdämpfers an der Gebäudekonstruktion und des anderen Endes an der /mlage oder :ohrleitung versehen sind, insbesondere umfaßt uer Stoßdämpfer .:wei iiauteile, die sich entlang einer LÜngszone dieser Glieder verschiebbar aneinander schmiegen. Außerdem ist auf jedeu der Bauteile auf dem Längsteil gegenüber der sich verschiebbar anschmiegenden Seite ein Jäiupiungsblock angeordnet, der mittels eines pneumatischen oder hydraulischen üäuipfers mit seinem entsprechenden Bauteil verbunden ist. Zusätzlich ist jeder der Silentblbcke auch mit dem gegenüberliegenden Bauteil durch eine Feder und ein drehbar angelenktes Glied verbunden, in dem der Kämpfer und die Feder jedes Dämpfungsblockes fluchtend mit der Längsachse der liauptglieder in entgegengesetzter Beziehung ausgerichtet sind.

LJin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. ^s zeigt:

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Fig. 1 eine Seitenansicht eines Utoßdäiupfers,

Fig. 2 eine ^nciansicht in -üchtung dei· i_.inie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 eine scheuiatische Darstellung des iäe triebsprin/ips der Erfindung, wenn eine ^ug erzeugende Kraft einwirkt ,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Prinzips der Erfindung bei Einwirkung einer Druck erzeugenden iCraf t.

Fig. 1 zeigt einen eriindungsgemäßen Stoßdämpfer 10, der zwei Uauteile 12 und 12,, aufweist, die entlang einer

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Längszone diesel¹ Glieder reibschlüssig verschiebbar aneinander geschmiegt angeordnet sind. Auf jedem dieser Glieder sind Däiapf ungsblöcke 14, und 14.. angeordnet, die jeweils

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mit ihz'eui entsprechenden gegenüberliegenden Iiauptglied durch eine Vielzahl kleiner Glieder Ib und Stifte Ib drehbar verbunden sind; vier der Glieder Ib sind in dieseu Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Düuipfungsblöcke 14. und 14 sind außerdem jweils mit ihren entsprechenden iiauptgliedern 12_A und 12,_{ durch Dämpfer 18. bzw. 18_R verbunden, und jeder der Dämpfer ist mit einem Anker 19, bzw. 19,, über eine Verbindungsstange 21. bzw. 21. verbunden.

Zusätzlich sind die Dämpfungsblöcke 14 und 14. mit ihrem jeweils gegenüberliegenden iiauptglied durch Federn 20. bzw, 2O₁₁ verbunden.

Weiter sind der Dämpfer 18 und die Feder 20 jedes Dämpfungsblocks an gegenüberliegenden Enden mit dem Block verbunden.

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Auiicriie;j umfaßt der Stoßdämpfer Befestigungsmittel 22 an seinen gegenüberliegenden ^nden, um den Stoßdämpfer z.B. zvischen dem Gebäude und einem ltohr zu befestigen.

Jie Glieder 16 sind an ihren gegenüberliegenden landen drehbar mit ihrem entsprechenden Dämpfungsblock und üauptglied verbunden. Außerdem sind die Glieder 16 eo lang, daß bei Jruck oder Zug des Stoßdämpfers einer der Däiupfungsblöcke drehend in Druckkontakt uiit seinem entsprechenden ilauptglicd gedrängt wird, während der andere iJämpfungsblock von scineia entsprechenden iiauptglied weggedrückt oder gedreht wild und dazwischen einen Spalt 2k bildet. Weiter wird durch Verstellmittel, wie die auf den Federn 20, bzw. 20. angeordneten Stelliauttern 2b. und 26. eine lineare Einstellung dos Spaltes 2h unter den Däuipfungsblöcken ik_/ bzw. Ik, bewirkt.

liu Betrieb und bei normaler langsamer Bewegung, wie sie durch Wärmedehnung oder Zusammenziehung eines durch den erfindungsgeiaäßen Stoßdämpfer 10 gedämpften liolires oder Anlageteiles erzeugt wird, wirken die Dämpfer 18. und 18 und die Federn 20. und 20,, durch die Dämpfungsblöcke 14. ba\tf. I'!.. in gleicher Weise entgegen und gestatten eine freie Parallelverschiebung der Hauptglieder 12. und 12„ bei Dehnung oder Zusammenziehung. Außerdem entsteht der Spalt 2k unter beiden üämpfungsblöcken.

Bei einer Bewegung jedoch mit hoher Geschwindigkeit oder Beschleunigung über einen vorgegebenen "sicheren" Zugwert (Fig. 3) oder Druckwert (Fig. k) hinaus wird eine hohe relative Geschwindigkeit in den Dämpfern 18. und 18_η erzeugt. iis ist zu bemerken, daß der "sichere" Wert ein relativer Begriff ist, der Änderungen unterworfen ist.

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wirkt als Ergebnis des in den Dämpfern erzeugten Zustandes der hohen Geschwindigkeit und des Diüupiungsi'aktors jedes der kampier eine zu jedem der Jumpier 18, und 18 gehörige uralt auf deren entsprechende Däiapfungsblöcke Ik. und I²I ein, die so berechnet ist, daß sie für diesen Zustand groller ist als die entgegenwirkende Kraft der entsprechenden Federn 20 und 20,. Dementsprechend werden die Däwpfungsblöcke gezogen und gedreht oder gestoßen und gedreht, je nach dem, ob eine Dehnungskraft oder eine Druckkraft auf den Stoßdämpfer einwirkt.

In Fig. 3 ist dargestellt, wie eine durch die Pfeile 28 angegebene Zug- oder Dehnungskraft auf die Enden des Stoßdämpfers 10 einwirkt. Y/ie vorstehend erläutert, erzeugen, wenn die Dehnungskraft eine hohe Geschwindigkeit mit hoher Beschleunigung hervorbringt, die größer ist als ein vorgegebener "sicherer" Wert, die (schematisch dargestellten) Dämpfer 18. und 18„ eine Kraft, die ausreicht, die entgegenwirkende Federkraft jedes entsprechenden Dämpfungsblockes zu überwinden, und ziehen, drehen und drücken einen der üämpfungsblocks Ib , ^Ρι6· 3, in erzwungenen Druckkontakt 23 (Fig. 3) mit seinem entsprechenden Hauptglied 12A. In gleicher Weise wird der Dämpfungsblock lk„ aus dem Kontakt mit seinem entsprechenden Hauptglied 12,. gezogen und weggedreht, wobei ein Spalt 24 (Fig. 3) gebildet vird. Die Federn und Blockabstandseinsteller sind in Fig. 3 nicht dargestellt, da sie während der typischen Hochgeschwindigkeit szugbewegung über einen vorgegebenen "sicheren" Wert hinaus nur eine geringe Funktion ausüben.

Die Ausdehnung der Hauptglieder 12. und 12«, wie in Fig. 3 dargestellt, resultiert in dem Druckkontakt des Dämpfungsblockes Ik. mit seinem Hauptglied 12., wobei eine selbst-

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spannende v/irkung erzielt wird, die das liauptglied 12 in erzvnxngene ueibschlüssigkeit mit seineu entsprechenden Dänipfungsblock lh und auch dem anderen ilauptglied 12 bringt. Außerdem verstärkt diese Druckkraft proportional die lieibungsdäuipfungskraft zwischen den sich bewegenden iiauptgliedern 12, und 12 auf einen Wert, der größer ist als der der Zugkraft, die auf den Stoßdämpfer einwirkt. Dementsprechend ist keine weitere Bewegung der iiauptglieder möglich, d. h. der Stoßdämpfer ist zu einer wirksamen starren Strebe geworden, und daher wird eine \veitere Bewegung der durch sie gestützten Anlage oder rohrleitung verhindert.

Fig. ^li zeigt den erf indungs gemäß en Stoßdämpfer IU unter der Einwirkung einer druckkraft 30, die größer ist als der vorgegebene "sichere" Wert und veranschaulicht die selbstspannende -./irkung des erf indungs gemäß en Stoßdämpfers, oder, genauer gesagt, die selbstspannende Wirkung des Uämpfungsijlockes l^li auf sein iiauptglied 12,. in der gleichen Weise, vic sie vorstehend iiii zJusanuuenhang mit Fig. 3 und einer Zugkraft beschrieben wurde.

.jusätzlich sind Mittel wie ein Vorsprung 32 am Dämpfungsülockende des Hauptgliedes 12. vorgesehen, der so angeordnet ist, daß er in berührung uiit dem Dämpfungsblock lh tritt, ilia den Kontakt zwischen dem jJämpfungs'block und dem iiauptglied zu gewährleisten, damit verhindert wird, daß die vorrichtung bei einer Wärmedehnung auseinanderbricht, die größer als normal ist. Außerdem schaffen eine selektive Auswahl der liröße und des Werkstoffes der Teile des Stoßdämpfers, der Größe und Druckwerte der Dämpfer und Federn und des uerührungswinkels Q (Fig. l) der Glieder 16 mit einer lotrecht zu den üerührungsflachen des Dämpfungsblockes seinem entsprechenden iiauptglied verlaufenden Linie

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einen robusten Stoßfänger oder Stoßdämpfer, der imstande ist, zyklische und/oder in einer Dichtung und mit hoher Ueschwindigkeit erfolgende iiewe^.ungen oder Beschleunigungen eines vorgegebenen Uertes zu dämpfen und auch eine mit geringer Geschwindigkeit erfolgende Wärmebewegung zuzulassen. Außerdem ergibt die einfache erfindungsgeiuäße StolJ-dämpferkonstruktion einen wirtschaftlich leicht zu inspizierenden und zusammenzubauenden Stoßdämpfer mit hoher !•'ederkonstante, der nicht ausrichtungsbesehrunkt ist.

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Claims (1)

1. Anw.-iü£te/27.121

   Slo.'kiiu.ipier i..it zwei Bauteilen (12.. 12 ), die ve ι scnieübar reibsohlüssig mi teinander vei'bundon sind, dadurch gekennzeichnet, daß hydraulische Dampfer (I8.f 18 J auf mindestens einem der Bauteile (12., 12.,) angeordnet sind, die gegenüber den iieibseiten der Bauteile liegt und diese über Silentbloclce (lh,, 14.) oder dergleichen und

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   Glieder (10) miteinander verbunden sind.

   οtoßdämnicr nach Anspi'uch 1, dadurch g e k e η η zeichne t, daii je eine Seite verschiebbar reibsclillissig an eine Seite des anderen Bauteils angeschijxegt ist und jeweils ein i)äiapfungsteil auf der Jiesei· Seite gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, sowie iiittel, die jedes der iüänipfungsteile mit seinem entsprechenden bauteil verbinden, und Iiittel, die jedes der uäuplungsteile mit dem gegenüberliegenden juauteil verbinden.

   Stoßdämpfer nach Anspruch 2_t dadurch gekennzeichnet, dall eines dieser Mittels einen Dämpfer enthiil t.

   Stoüdäiupf er nach Anspruch 3» dadurch g e k en η zeichnet, daii das andere der Mittel außeruci eine Feder enthalt.

   Stoßdämpfer nach Anspruch h_y dadurch g e k e η η ζ e i c h η.e t , daß das andere Mittel auch ein Glied umfaßt, das mit dem Dämpfungsteil und dem gegenüberliegenden Bauteil drehbar verbunden ist.

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