DE2737074A1

DE2737074A1 - Mechanische einrichtung zum zerstreuen von energie

Info

Publication number: DE2737074A1
Application number: DE19772737074
Authority: DE
Inventors: Bernard Vrillon
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1976-08-17
Filing date: 1977-08-17
Publication date: 1978-02-23
Also published as: FR2362308B1; IT1083909B; BE857796A; FR2362308A1; ES461582A1

Description

Mechanische Einrichtung zum Zerstreuen von Energie

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mechanische Einrichtung zum Zerstreuen von Energie. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Einrichtung, die es ermöglicht, mechanische Energie, die aus einem Stoß zwischen einem festen und einem beweglichen Teil resultiert, zu absorbieren. Die Einrichtung ist mit dem ortsfesten Teil oder mit dem beweglichen Teil verbunden und dient zur Absorbtion der Stoßenergie, die durch den Zusammenprall der beiden Teile entsteht. Diese Einrichtung erlaubt es demnach, Beschädigungen an dem einen oder anderen dieser beiden Teile, die möglicherweise■durch einen Zusammenprall entstehen könnten, zu vermeiden.

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ORIGINAL INSPECTED

Es gibt zahlreichen Situationen, in denen ein beweglicher Körper unbeabsichtigt mit einem anderen ortsfesten Körper zusammentrifft. Dies ist insbesondere der Fall in Nuklearanlagen. In einer solchen Umgebung treten zahlreiche Umstände auf, in denen die oben beschriebene Situation eintreten kann. Man kann beispielsweise den Fall betrachten, in dem aufgehängte Gegenstände aufgrund eines Versagens des Halterungssystems herabfallen oder einen solchen Fall, in dem einzelne Gegenstände über einen anderen, ortsfesten Gegenstand befördert werden. Man kann sich ebenfalls eine derartige Situation im Zusammenhang mit dem Einschließungsvolumen vorstellen, das beispielsweise aus Stahlbeton besteht und den Reaktorbehälter umgibt. Bei einem Bersten eines Teils der Anlage können die so entstehenden Splitter und Stücke mit großer Geschwindigkeit und demnach mit sehr großer Energie gegen die Wandung des Einschließungsvolumens geschleudert werden. Damit das Einschließungsvolumen unbeschädigt bleibt, ist es notwendig, eine derartige Konstruktion zum Zerstreuen von Energie auf der Wandung vorzusehen, um eine Beschädigung des Einschließungsvolumens zu vermeiden

Denkbar ist auch noch eine andere Situation, in der eine derartige Beschädigung entstehen kann. Dies ist beispielsweise der Fall im Bereich des Primär- oöjer Sekundärkreislaufs, in deren ßöhrensystem eine Flüssigkeit unter hohem Druck zirkuliert. Bei einem Riß oder Bruch eines derartigen Rohrnetzes entsteht ein Schlag oder "Peitschenhieb", und das somit von dem Rollnetz losgelöste freie Teil kann durch diese Bewegung andere wichtige Teile der Anlage zerstören. Somit besteht das Bedürfnis, eine Einrichtung vorzusehen, mit der die aus einer solchen unbeabsichtigten Bewegung des Rohrnetzes entstehende Energie absorbiert werden kann, um die anderen Teile der Anlage zu schützen. Die Beispiele lassen sich noch erweitern. Sie wurden lediglich angeführt, um zu zeigen, daß insbesondere in Nuklearanlagen viele Umstände auftreten können, bei denen sich das Problem stellt,

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mechanische Energie, die aus einer unvorhergesehenen Lageveränderung eines Gegenstandes entsteht, zu zerstreuen bzw. zu absorbieren.

Da die Anzahl derartiger Einrichtungen zum Zerstreuen und Absorbieren von Energie in einer Nuklearanlage sehr zahlreich ist, ist es in hohem Maße wünschenswert, Einrichtungen zu verwenden, die neben ihrem hohen Wirkungsgrad einen relativ geringen Preis haben. Darüberhinaus ist zu berücksichtigen, daß in unterschiedlichen Umgebungen, in denen diese Geräte verwendet werden, die zu zerstreuende Energie sehr unterschiedlich auftreten kann. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, Puffer- oder Zerstreuungseinrichtungen für Energie aufzustellen, die einer großen Anzahl von tatsächlich gegebenen Regelparametern Rechnung tragen, um die Deformationscharakteristik einer solchen Vorrichtung an die zu absorbierende Energie anzupassen.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Einrichtung zum Zerstreuen von Energie geschaffen, die gleichzeitig als Stoßpuffer dient und die, während sie gleichzeitig eine hohe Stabilität gewährleistet und eine in einem bestimmten Belastungsbereich definierte Ansprechkurve hat, relativ einfach und kostengünstig herzustellen ist. Darüberhinaus ist das Prinzip, auf dem die Einrichtung zum Zerstreuen mechanischer Energie aufbaut, auch leicht in solchen Fällen anwendbar, in denen der Stoßpuffer eine ebene, buchsenförmige oder irgendwie anders gekrümmte Form aufweisen muß.

Bie erfindungsgemäße Einrichtung zum Zerstreuen von Energie zeichnet sich dadurch aus, daß mindestens drei Schichten länglicher Elemente, die konstanten Querschnitt aufweisen und aus gruppenweise angeordneten Rohren und/oder Massivstangen bestehen, vorgesehen sind, daß die länglichen Elemente derselben Schicht jeweils in dieselbe Richtung ausgerichtet sind, daß die länglichen Elemente der Schichten

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geradzahliger Ordnung in eine erste Richtung verlaufen und die der Schichten ungeradzahliger Ordnung in eine zweite» andere Richtung verlaufen, daß die Elemente einer gegebenen Schicht bezüglich der Elemente der nachstliegenden Schichten, in denen die Elemente in gleicher Richtung wie bei der gegebenen Schicht ausgerichtet sind, versetzt angeordnet sind, daß die Jeweils einer Schicht gemeinsamen Elemente nicht aneinanderstoßen, und daß die Elemente einer Schicht punktweise mit den Elemente angrenzender Schichten an ihren Berührpunkten verbunden sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einrichtung zum Zerstreuen von Energie eine erste Wandung aufweist, die zum Auffangen der zu zerstreuenden mechanischen Enerige dient, und daß eine zweite Wandung vorgesehen ist, die mit einem zu schützenden Bauteil formschlüssig verbunden ist; zwischen den beiden Wandungen sind wenigstens drei Schichten vorgesehen, von denen jede aus mehreren länglichen Elementen besteht, die äquidistant angeordnet sind und sich nicht berühren; die Achsen der länglichen Elemente einer Schicht bilden mit den Achsen der Elemente der angrenzenden Schicht (en) einen Winkel zwischen 4-5° und 135°; die Elemente der Schichten, sind formschlüssig miteinander verbunden.

4-5° und 135°» die Elemente der Schichten, sowie die Wandungen

Vorzugsweise sind die Rohre oder Stangen unter sich durch Schweißpunkte verbunden, die an ihren gemeinsamen Berührpunkten vorgesehen sind; die Verbindung kann jedoch auch auf andere Weise erfolgen, beispielsweise durch Verleimung oder durch Löten, usw.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist der Abstand zwischen zwei Rohren oder Stangen gleichmäßig f, und die Rohre oder Stangen jeder zweiten Schicht sind um einen Betrag f/2 bezüglich den Rohren oder Stangen der anderen Schicht seitlich versetzt.

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Gemäß einer ersten realisierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die länglichen Elemente, aus denen die einzelnen Schichten bestehen, geradlinig und die Elemente der geradzahligen Schichten sind in einer ersten Richtung parallel ausgerichtet, während die Elemente der ungeradzahligen Schichten parallel in eine zweite Richtung ausgerichtet sind; die beiden Richtungen bilden einen Win- · kel zwischen 45° und 135°·

Gemäß einem zweiten realisierten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht jede zweite Schicht aus geradlinigen Rohren oder Stangen, deren Achsen parallel zueinander verlaufen, während die Achsen der Rohre oder Stangen der Schichten auf koaxialen Zylindermänteln kreisförmigen Querschnittsangeordnet sind; die Rohre oder Stangen der übrigen Schichten weisen jeweils die Form eines Torns'auf, während die Rohre oder Stangen denselben Querschnitt aufweisen wie die Rohre oder Stangen der anderen Schichten; somit bildet die Konstruktion dieser Vorrichtung die Gestalt einer Hülse oder Büchse.

Das Zerstreuungssystem besteht aus gekreuzten Rohren oder Stangen, während die Wandungen dazu bestimmt sind, die Kräfte zu verteilen; sie können mit den Rohren oder den Stangen oder allgemein mit den Elementen, die zum Auffangen des Stoßes dienen, verbunden sein. Es ist jedoch nicht in jedem Fall notwendig, derartige Wandungen vorzusehen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Einrichtung zum Zerstreuen von Energie von quaderförmiger Gestalt und aus Rohren bestehend, die dazu dient, die Energie eines in vertikaler Richtung beweglichen Teils zu absorbieren,

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Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht der Einrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung, die zum Schutz eines Körpers mit gekrümmter Oberfläche dient,

Fig. 4· einen Vertikalschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Puffereinrichtung, die die Gestalt einer ringförmigen Einfassung besitzt und zum Schutz einer Anlage vor Bewegungen eines Rollnetzes dient,

Fig. "l? eine Kurve, die die Stauchung des Puffersystems von Fig. 1 als !"unktion der beaufschlagten Kraft zeigt,

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel eines Puffers mit Vollstangen und

Fig. 7 eine Kurve, die die Gesetzmäßigkeit der Deformation eines aus Stangen bestehenden Puffers zeigt.

Bevor ausführlich die verschienden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung beschrieben werden, sollen die grundsätzlichen Eigenschaften erläutert werden. Der Puffer besteht im wesentlichen aus einem Stapel einer bestimmten Anzahl verbundener Schichten, von denen jede eine bestimmte Anzahl von äquidistant angeordneten Rohren oder Stangen aufweist. Die Rohre oder Stangen einer Schicht bilden mit den Rohren der zwei angrenzenden Schichten einen Winkel, der zwischen 45° und 135 ° liegt. Auf diese Weise wird eine Art Verkettung von gekreuzten Rohren oder Stangen erreicht. Je nach Anwendungsfall können die Rohre oder Stangen einer gemeinsamen Schicht entweder geradlinige oder gekrümmte Achsen aufweisen. Die Schichten können eben sein, oder ihre Achsen können auf gekrümmten Oberflächen angeordnet sein, beispielsweise auf koaxialzylindrischen Oberflächen.

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In Pig. 1 ist in perspektivischer Ansicht eine Ausführungsforin der erfindungsgemäßen Einrichtung gezeigt, die es ermöglicht, Energie zu absorbieren, die beim Herabfallen eines Teils auf ein zweites, festes und ebenes Teil 2 frei wird. Bei dieser Ausführungsform hat der Puffer im wesentlichen die Gestalt eines Quaders, welcher aus ebenen Schichten besteht, die ihrerseits wiederum aus gekreuzten Rohren bestehen.

Genauer gesagt besteht die Puffereinrichtung oder die Ein— richtung zum Zerstreuen mechanischer Energie in ihrem untersten Bereich aus einer Wandung 2, die auf einem Teil A mit Befestigungselementen 4- fest verbunden ist. Die Einrichtung besitzt ebenso eine obere Wandung 6, die aus einer metallischen, zu der Wandung 2 plan parallelen Platte besteht. Zwischen den beiden Platten, die die Einrichtung zum Zerstreuen von Energie oben und unten begrenzen, befindet sich eine bestimmte Anzahl von Rohren, die mehrere verbundene Schichten bilden. In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel sind vier Schichten gezeigt, die jeweils mit 8a, 8b, 8c und 8d bezeichnet sind. Jede dieser Schichten besteht aus Rohren 10 mit geradlinigen und zu den Platten 2 und 6 parallel verlaufenden Achsen. Alle Rohre, die die verschiedenen Schichten bilden, sind identisch, sowohl was ihre Abmessungen betrifft,als auch was ihr Herstellungsmaterial anbelangt. Die Achsen der Rohre jeweils derselben Schicht sind äquidistant angeordnet. Wie oben schon gesagt wurde, sind aufeinanderfolgende Schichten gekreuzt,und der Winkel zwischen den Achsen zweier Rohre aus zwei benachbarten Schichten bilden einen Winkel zwischen 4-5° und 135°· Speziell bei der in dieser Figur gezeigten Ausführungsform verlaufen die Achsen der Rohre der Schichten 8b und 8d parallel zur Darstellungsebene, während die Achsen der Rohre .der Schichten 8a und 8c lotrecht zur Darstellungsebene verlaufen. Insbesondere sind die Achsen X der Rohre 10 der Schicht 8a und Achsen X der Rohre 10 der Schicht 8c um einen Betrag e versetzt, was der Hälfte des Abstandes f entspricht, um den die Achsen zweier nebeneinanderliegender Rohre ein

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und derselben Schicht voneinander entfernt sind. Für die Rohre der Schichten 8b und 8d ist genau dieselbe Anordnung vorgesehen mit denselben Werten der Abstände e und f.

Es versteht sich, daß die Anzahl der Schichten beliebig ist. Selbstverständlich beträgt diese Anzahl mindestens drei, wobei diese Schichtzahl ., wie es schon erwähnt wurde, einen" der Regelparameter der Einrichtung zum Zerstreuen von Energie in Abhängigkeit vom Verwendungszweck darstellt.

Um den Zusammenhalt der Struktur der Einrichtung zu erhalten sind ferner die Rohre miteinander an ihren Kraftübertragungspunkten verbunden. Diese Verbindung kann beispielsweise durch Verschweißen erreicht werden, wie es symbolisch durch das Bezugszeichen 12 angedeutet ist. Ebenso ist eine Verbindung zwischen den Rohren der Schichten 8a und 8d mit den äußeren Wandungen 2 und 6 vorgesehen; diese Verbindung ist dieselbe wie zwischen den Rohren, falls eine solche dort vorhanden ist. Diese Verbindungen sind möglicherweise überflüssig, wenn die den Stoß ausgesetzten Teile .entsprechende Oberflächen aufweisen.

Der Paffereffekt wird, zumindest was die Zwischenschichten (die Schichten 8b und 8d in Fig. 1) anbelangt, durch das Zusammenwirken zweier Deformationsarten erreicht: Einerseits gibt es eine Deformation der Rohre selbst an ihren Kontaktpunkten mit den angrenzenden Rohren unter Einwirkung der auf die obere Wandung 6 angreifenden Kraft F ; dieser Effekt wird gleichermaßen in dem Bereich der Rohre der Schichten 8a und 8b erreicht; andererseits tritt hierzu ein speziell für die Zwischenschichten in Betracht kommender Effekt. Dieser besondere Effekt besteht in der Deformation, die durch die Durchbiegung der Rohre in longitudinaler Richtung entsteht, diese Durchbiegung entsteht durch die Kraft, die beispielsweise von einem Rohr der Schicht 8a auf ein Rohr der Schicht 8b übertragen wird. Gemäß der Darstellung

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steht das Rohr der Schicht 8a am Punkt A in Kontakt mit einem der Rohre der oberen Schicht 8b. In diesem Bereich wird das Rohr der Schicht 8b durch die zwei Rohre 10b und 10c der Schicht 8c getragen. In dieser Betrachtungsweise verhält, sich der hier interessierende Rohrabschnitt der Schicht 8b wie ein Balken auf zwei einfachen Stützen B und C; diese bestehen aus den Kontaktpunkten zwischen diesem Rohr der Sicht 8b und den Rohren 10b und 10c der Schicht 8c. Selbstverständlich entsteht ebenso eine Deformation auf der Höhe des Kontaktpunktes A zwischen dem Rohr der Schicht 8a und dem Rohr der Schicht 8b. Da die Kraft F durch die dazwischen angeordnete Wandung 6 in Wirklichkeit auf die Gesamtheit der Rohre der verschiedenen Schichten verteilt wird, wiikfc sich dieser Effekt auf alle Rohre der Schichten 8b und 8c aus. Dies resultiert aus der Tatsache, daß die Rohre aufeinanderfolgender Schichten mit gleicher Ausrichtung versetzt angeordnet sind.

Als beispielhaftes Probestück ist ein Euffer konstruiert worden, bei dem Rohre mit einem gleichmäßigen inneren und äußeren Durchmesser von 18, bzw. 21 mm verwendet wurden. Diese Rohre haben eine Länge von 167 mm und der Zwischenraum h zwischen zwei nebeneinander angeordneten Rohren ein und derselben Schicht beträgt regelmäßig 15 mm. In Fig. 5 ist der Verlauf der Stauchung der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung zum Zerstreuen von Energie dargestellt. Auf der Abszisse ist die Stauchung E als Funktion der beaufschlagten Kraft F dargestellt. Die Stauchung,ist in Millimetern angegeben, die Kräfte sind in kdaN (=10 N)angegeben. Der Verlauf der Stauchung zeigt, daß die Abweichung von einem Stauchungsverlauf eines idealen Energiezerstreuers hinreichend klein ist. Eine ideale Kurve verliefe parallel zu der Achse, auf der die Stauchung aufgetragen ist. Der nutzbare Hub dieses Puffers ist regelmäßig ein Drittel seiner Höhenabmessung, wobei die Wandungen 2 und 6 nicht eingerechnet sind. Man sieht, daß ein derartiges System

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einen sehr großen Dimensionierungsspielraum freiläßt, was die Abmessungen der Rohre anbelangt, ihren inneren und äußeren Durchmesser, ihren Abstand, die Anzahl der Schichten und die Materialeigenschaften der Rohre. Die oben beschriebene Einrichtung zum Zerstreuen von Energie kann auf

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einer Oberfläche von 2,8 cm eine Energie von 1,12 KJ ab-

sorbieren, das entspricht KJ/m mit einem maximalen Druck von 180 KdaN/m² (-1,8'-10⁶HZa²),

Die verwendeten Rohre erfordern keine besonderen Eigenschaften bezüglich der Herstellung. Insbesondere gibt es keine besonderen Toleranzanforderungen bezüglich ihrer Dimensionierung. Vorzugsweise wird ein Material verwendet, das großen Deformationen standhält, ohne zu brechen. Es können beispielsweise verwendet werden: Rostfreier Stahl, Baustahl, Aluminium, angelassenes Kupfer, usw.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Zerstreuen von Energie gezeigt, die es ermöglicht, eine Wand 12 mit gekrümmter Oberfläche zu schützen. In dieser Ausführungsform nehmen die innere Wandung 2* und die äußere Wandung 6' exakt dieselbe Gestalt an wie die zu schützende Wand, wobei die Wandung 2' an der Mauer 12 befestigt ist. In dem in dieser Figur gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier aus Rohren bestehende Schichten vorgesehen; die Schicht 14a besteht aus Rohren, deren Achsen parallel zur Draufsicht der Figur verlaufen, während die jeweiligen Achsen die Gestalt der Mauer in dieser Richtung bildet; dasselbe gilt für Schicht 14c. Die Schichten 14b und 14d bestehen aus Rohren, deren Achsen lotrecht zu den Achsen der Rohre der Schichten 14 a und 14c angeordnet sind. Diese Rohre sind miteinander an ihren Kontaktpunkten verschweißt. Es versteht sich, daß unter "Achse des Rohres" derjenige Ort verstanden wird, der durch die Mittelpunkte der Kreisquerschnitte der einzelnen Rohre bestimmt wird, diese Achsen müssen nicht geradlinig sein. Man sieht, daß eine

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derartige Einrichtung die Mauer 12 gegen alle Projektile schützt, die sie beschädigen könnten.

In Fig. 4- ist eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Zerstreuen von Energie gezeigt. In dieser Ausführungsform hat die Einrichtung die Gestalt einer zylindrischen Hülse oder Buchse, die in der Zeichnung · im Querschnitt dargestellt ist. Die Einrichtung ist wiederum auf die gleiche Weise konstruiert: Es ist eine innere Wandung 6¹' vorgesehen, ferner eine äußere Wandung 2¹', und zwischen diesen beiden Wandungen ist eine Maschenanordnung aus Rohren vorgesehen, die aus einer bestimmten Anzahl von Schichten besteht, die auf den zylindrischen Oberflächen um die Achse X¹ angeordnet sind. In jeder zweiten Schicht verlaufen die Achsen der Rohre 10 geradlinig und parallel zur Achse X¹ (Schichten 16a, 16c, ...). Zwischen diesen Schichten sind Schichten angeordnet, die aus Rohren bestehen, die jeweils die Form eines Torns' aufweisen. Es handelt sich beispielsweise um die Schicht 16b. Man stellt fest, daß somit eine Maschenanordnung entsteht, jedoch mit zylindrischen Oberflächen anstelle von ebenen Oberflächen. Die Einrichtung zum Zerstreuen von Energie ist auf einem festen Block 18 mittels eines VerankerungsStückes 20, das mit der äußeren Wandung 2¹' formschlüssig verbunden ist, befestigt. Die Rohrleitung, gegen die man sich schützen will-und die in der Zeichnung mit dem Bezugszeichen 22 angedeutet ist, ist im Inneren der durch die Wandung 18* begrenzten Zylinderbohrung angeordnet. Die äußere Wand des Rohres 22 kann in direktem Kontakt stehen mit der Wandung 6¹'. Es besteht allgemein ein gewisses Spiel zwischen Rohr und Umhüllung, um Verschiebungen aufgrund von Ausdehnungen zu erlauben. Es versteht sich, daß in der zur Darstellungsebene der Fig. 4- lotrechten Richtung die Puffereinrichtung nur einen geringen Längsabschnitt des Rohres 22 umschließt. Diese Einrichtung zum Zerstreuen von Energie ermöglicht es, die Energie im Fall eines Abreissens des Rohres 22 zu absorbieren.

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Es versteht sich, daß die verschiedenen Rohrschichteö, die stets aneinanderstoßen und von denen die Rohre zweier benachbarter Schichten sich kreuzen ,auf beliebigen Oberflächen angeordnet werden können; die Schichten nehmen die äußere Kontur des zu schützenden Teils an. Der Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in keiner Weise auf die drei oben beschriebenen Beispiels beschränkt; Insbesondere kann ebenso gut eine Puffereinrichtung geschaffen werden, in der die Rohre, die die Hälfte der Schichten ausmachen, auf denjenigen Oberflächen angeordnet sind, die einem bestimmten Krümmungsradius eines Querschnitts entsprechen, während diejenigen Rohre, die die anderen Schichten ausmachen, auf denjenigen Oberflächen angeordnet sind, die einem anderen Krümmungsradius eines Querschnitts entsprechen, welcher lotrecht zu der ersten Schnittebene verläuft. Wie zuvor schon erklärt wurde, spielen die Rohre der mit den Wandungen 2 und 6 verbundenen Schichten eine besondere Rolle in dem Fall, in dem sie nicht als durchgebogene Balken wirken. Unter diesen Umständen kann es vorteilhaft sein, die Rohre der äußeren Schichten durch massive Stangen oder Wellen zu ersetzen. Diese Stangen haben exakt" den gleichen Querschnitt wie die Rohre, die die übrigen Schichten bilden. Auf diese Weise wird eine spürbare Einsparung erreicht, ohne daß die Wirkungsweise des Systems beeinträchtigt wird Nimmt man beispielsweise Bezug auf Fig. 1, so bedeutet das soeben gesagte, daß zwischen der Wandung 6 und der Schicht 8a eine aus Massivstangen bestehende Schicht eingefügt wird, wobei diese Schicht in der gleichen Richtung ausgerichtet ist wie die Schicht 8b; ferner wird zwischen der Wandung 2 und der Schicht 8d eine aus Massivstangen bestehende Schicht angeordnet, die in der gleichen Richtung ausgerichtet ist wie die Rohre der Schicht 8c.

In Fig. 6 ist der Fall dargestellt, wo der Puffer aus Schichten besteht, die ihrerseits wiederum aus Massivstangen bestehen. Die Stangen sind allgemein mit den Bezugszeichen 30 versehen. Der Puffer umfaßt sechs Schichten (32a bis 32f), die

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auf die gleiche Weise angeordnet sind wie die Rohre 10 in Fig. 2. Jede Schicht enthält sechs oder fünf Massivstangen, wodurch die Zickzackform der in derselben Richtung ausgerichteten Stangen erreicht wird. Diese Schichten der Stangen sind zwischen zwei Wandungen 2 und 6 eingeschlossen. Die Stangen sind miteinander an ihren Kontaktpunkten verschweißt.

Es versteht sich, daß in dieser Ausf ührungsform lediglich der Effekt des auf mehreren Lagern gestützten Balkens eine Rolle spielt. Genauer gesagt, tritt dieser Effekt für die Stangen der Schichten 32b und 32e ein. Dennoch führt auch diese vereinfachte Ausf ührungsform zu interessanten Ergebnissen, wie anhand des Kurvenverlaufs in Fig. 7 zu sehen ist.

Diese Kurve entspricht dem Puffer, der in Fig. 6 gezeigt ist, und dessen Wandungen Abmessungen von 250 χ 250 mm aufweisen und eine Stärke von 20 mm besitzen. Diese Stangen haben einen Durchmesser von 20 mm und sind aus einem Kohlenstoffstahl XC 18 S hergestellt. Der Mittenabstand zwischen zwei Stangen beträgt gleichmäßig 45 mm. Dieser verwendete Stahl besitzt eine praktische Streckgrenze zwischen 25* und 35 h bar (- 2500 und 3500 bar).

Die in Fig. 7 dargestellte Kurve, die die Stauchung E in Millimetern als Funktion der beaufschlagten Kraft in kdaN(=10^0 darstellt, zeigt, daß man noch relativ nahe an der idealen Deformationskurve ist.

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Claims

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

H. KINKELOEY

OR-Mk

W. STOCKMAIR

K. SCHUMANN

on IBi war < αη,-mvs

P. H. JAKOB

Wl-Kl

G. BEZOLO

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MAXIMILIANSTRASSC 43

17- Aug. 1977 P 11 909-57/Schm

Patentansprüche

(1.]Einrichtung zum Zerstreuen von Energie, dadurch g e Ice nnzeichnet, daß mindestens drei Schichten (8a, 8t>, 8c,...) länglicher Elemente (10,30), die konstanten Querschnitt aufweisen und aus gruppenweise angeordneten Bohren (10) und/oder Massivstangen (30) bestehen, vorgesehen sind, daß die länglichen Elemente (10,30) derselben Schicht jeweils in dieselbe Richtung ausgerichtet sind, daß die länglichen Elemente (10,30) der Schichten (8b,8d) geradzahliger Ordnung in eine erste Richtung verlaufen und die Schichten (8a,8c) ungeradzahliger Ordnung in eine zweite, andere Richtung verlaufen, daß die Elemente (10,30) einer gegebenen Schicht bezüglich der Elemente der nächstliegenden Schichten, in denen die Elemente (10,30) in gleicher Richtung wie bei der gegebenen Schicht ausgerichtet sind, versetzt angeordnet sind, daß die jeweils einer

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T«L«FON (oao) aaaaea tclex oe-assso TELEaRAMMe monapat telekopierbr

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Schicht (8a,8d,...) gemeinsamen Elemente (10,30) nicht aneinanderstoßen und daß die Elemente (10,30) einer Schicht punktweise mit den Elementen (10,30) angrenzender Schichten an ihren Berührpunkten (A) verbunden sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schichten (8a,8d,...) der Rohre (10) oder Stangen (30) von zwei mit den Rohren (10) oder Stangen (30) verbundenen Wandungen (2,6) eingeschlossen sind.
3- Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Wandungen (2,6) aus Massivplatten bestehen.
M-. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch g e k e η η zeich net, daß zwischen den Schichten (8a,8b,...) der Rohre (10) oder Stangen (30) und den Wandungen (2,6) eine aus Massivstangen bestehende Schicht vorgesehen ist, wobei die Massivstangen denselben Querschnitt aufweisen wie die Rohre (10).
5· Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand zwischen den Rohren (10) oder Stangen (30) einer gemeinsamen Schicht gleichmäßig f beträgt, und daß der Betrag der Versetzung zwischen den Rohren (10) oder Stangen (30) zweier benachbarter Schichten mit gleichsinnig ausgerichteten Rohren (10) oder Stangen (30) gleichmäßig f/2 beträgt.
6. Einrichtung nach mindestens einen der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekenn ze ichnet , daß die Rohre (10) oder Stangen (30), die die Schichten (8a,8d,...);(32a, 32d,...) bilden, geradlinig sind, daß die Rohre (10) oder Stangen (30) ,der geradzahligen Schichten in eine erste Richtung parallel

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verlaufen, daß die Rohre (10) oder Stangen (30) der ungeradzahligen Schichten in eine zweite Richtung parallel verlaufen, und daß die beiden Richtungen einen Winkel zwischen 45° und 135° bilden.
7. Einrichtung nach mindestens einen der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß jeweils jede zweite Schicht aus geraden Rohren (10) oder Stangen (30) mit zueinander parallel verlaufenden Achsen besteht, daß diese Achsen in Form von koaxialen Zylindermantelflächen jeweils konstanten Querschnitts angeordnet sind, daß die Rohre oder Stangen der übrigen Schichten jeweils die Form eines Torus' besitzen oder gekrümmte Oberflächen aufweisen, daß die Rohre oder Stangen der letzt genannten Schichten denselben Querschnitt haben wie die der erst genannten Schichten, und daß somit die Konstruktion die Gestalt einer Hülse oder Büchse mit gekrümmter Oberfläche annimmt.
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