DE2826872A1

DE2826872A1 - Reibungsstossdaempfer

Info

Publication number: DE2826872A1
Application number: DE19782826872
Authority: DE
Inventors: Jun Edwin L Banks; Terrence P Van Dowell; Carl T Luce
Original assignee: Barry Wright Corp
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1977-08-05
Filing date: 1978-06-19
Publication date: 1979-02-22
Also published as: GB2002069A; FR2399579A1; GB2017238B; CA1117152A; ES471786A1; JPS5428977A; SE7808144L; IT1105100B; JPS5853220B2; GB2017238A; GB2002069B; IT7850139A0

Description

DR.-ING. WALTER ABITZ DR. DIETER F. MORF DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER Patentanwälte

19. Juni 1978

Postanschrift / Postal Address Postfach 860109, 8000 München 8Θ

Flenzenauerstraße

Telefon 98 3222

Telegramme: Chemindus München

Telex: COJ 523992

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BARRY WRIGHT CORPORATION 68Ο Pleasant Street, Watertown Massachusetts, V. St. A.

Reibungsstossdämpfer

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Zusammenfassung der Erfindung

Eine durch Beschleunigung betriebene, geschwindigkeitsbegrenzende, selbstbetätigte Vorrichtung zur Steuerung einer mechanischen Relativbewegung weist ein Paar teleskopisch miteinander verbundene Elemente zur Relativbewegung gegeneinander auf, wobei eine Bremsfläche vorzugsweise als einstückiger Teil eines der Elemente ausgebildet ist und eine Verbindungseinrichtung lineare Relativverschiebungen der Elemente in eine Drehbewegung der von innen gehaltenen Bremsvorrichtung umwandelt, die eine primäre Bremseinrichtung aufweist, die vorzugsweise zur Erhöhung der mechanischen Verstärkung gekoppelt und in Anlage an die Bremsfläche bringbar ist, wobei ein frei drehbares erstes Massenelement eine Empfindlichkeit für eine Relativbewegung ermöglicht, eine Bremsbetätigungsvorrichtung das Massenelement und die primäre Bremseinrichtung koppelt, um diese Teile zu veranlassen, eine relative lineare Bewegung der genannten Elemente zu verhindern und eine auf Geschwindigkeit ansprechende Bremsvorrichtung bei einer gegebenen Winkelgeschwindigkeit betätigbar ist, um die Drehung des Massenelements zu verhindern und dadurch die durch die primäre Bremseinrichtung ausgeübte Bremskraft zu vergrössern und aufrechtzuerhalten. Die bevorzugte Ausführungsform weist ferner ein sekundäres Massenelement auf, das drehbar am ersten Massenelement zur Ausübung einer Bewegung gegenüber diesem angeordnet ist, um die Einwirkung der Bremsbetätigungsvorrichtung gegenüber der primären Bremseinrichtung zu verlängern, indem der Rückprall der Bremsbetätigungsvorrichtung von der primären Bremseinrichtung nach der einleitenden Berührung behindert wird.

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft Reibungsstossdämpfer oder Stossdämpfervorrichtungen einer Bauart, die zum Schutz von Teilen eines Kraftwerks oder von Rohrleitungen und Einrichtungen industrieller Verfahren verwendet werden. Insbesondere werden die Reibungsstossdämpfer zum Schutz von Rohrleitungen und Einrichtungen eingesetzt, indem der Beschleunigung und Relativbewegung derselben bei Erdbeben und anderen dynamischen Lasten, die beim Betrieb ausgedehnter Rohrleitungsanlagen auftreten, ein Widerstand entgegengesetzt wird. Die Relativbewegung-Steuervorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung gewährleistet ferner eine Bewegungsfreiheit des Rohres- während normaler Betriebszustände, wie beispielsweise thermischer Ausdehnung und Zusammenziehung.

Zwar gehören Reibungsstossdämpfer, die ineinanderschiebbare Elemente verwenden sowie einen durch eine Trägheitsmasse bewirkten Bremsvorgang, zum Stand der Technik, jedoch konnten sie bisher nicht die erfindungsgemässen Vorteile zur Verfügung stellen.· Bei der erfindungsgemässen Anordnung ist die Relativgeschwindigkext begrenzt und gesteuert, so dass plötzliche zerstörerische Stoppvorgänge vermieden werden, wenn die Reibungsstossdämpferelemente ihre maximale Huberstreckung erreichen,und die von der Vorrichtung erzeugte Bremskraft ist den auf sie ausgeübten äusseren Kräften proportional.

Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt die Verstärkung des primären BremsVorganges durch die Verwendung von auf Geschwindigkeit ansprechenden Bremsen, die eingesetzt werden, wenn die Elemente sich oberhalb einer gegebenen Geschwindigkeit voneinander weg oder aufeinander zu bewegen. Die auf Geschwindigkeit ansprechende erfindungsge-

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masse Bremseinrichtung liefert nicht nur aus sich heraus einen Bremsvorgang, sondern erzeugt bei der erfindungsgemässen Anwendung eine Haltewirkung, durch welche die primären Bremsen mit einer Kraft eingesetzt werden, die der Relativgeschwindigkeit der ineinanderschxebbaren Elemente proportional ist.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein neues und verbessertes, mit hoher Verstärkung arbeitendes primäres Bremssystem zur Verfügung gestellt, welches Mehrfach-Bremskontaktflächen verwendet sowie eine Rückkopplung .zwischen denselben, um eine steuerbare und voraus bestimmbare Verstärkung zu erzeugen, die oberhalb der erwarteten stabilen Werte liegt. Erfindungsgemäss wird ein sekundäres Massenelement verwendet, um eine Empfindlichkeit und ein Ansprechen des selbstbetätigten Bremssystems gegenüber Frequenzen von etwa 3 Hz zu erzielen und auf diese Weise die Bewegung der Elemente zu begrenzen und einen Schutz in dem hochenergetischen niederfrequenten Spektrum seismischer Aktivität zu liefern.

Somit ist die Erfindung mit ihren hier beschriebenen Vorteilen besonders brauchbar· zur Beschränkung und Steuerung einer zu grossen Bewegung von Rohrleitungen und Einrichtungen in Kernkraftwerken, falls derartige Rohrleitungen und/oder Einrichtungen einem Erdbeben oder systeminduzierten dynamischen Lasten ausgesetzt würden, die einen Rohrbruch oder eine Beschädigung der Einrichtung als Folge einer sehr starken Beschleunigung und/oder Relativbewegung erzeugen könnten.

Die Erfindung ist auf eine Gruppe von durch Beschleunigung ausgelösten,geschwindigkeitsbegrenzenden, selbstbetätigten, mechanischen Bremsanordnungen gerichtet, die jeweils im Prinzip im wesentlichen identisch sind, aber sich in Einhelheiten etwas voneinander in Anpassung an jeweilige Belastungen unter-

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scheiden. Somit sind die gezeigten unterschiedlichen Ausführungsformen die bevorzugten Ausführungsformen der zugrundeliegenden Erfindung für ein spezifisches dynamisches Lastaufnahmevermögen (in Newton).

Insbesondere stellen die verschiedenen gezeigten Ausführungsformen Einrichtungen dar, um dynamische Lastaufnahmevermögen von mindestens 2240 N, 4448 M₃ 13 400 N und 44 480 N in den dargestellten Anordnungen zu ergeben. Es ist jedoch offensichtlich, dass die gezeigten Ausführungsformen nicht auf diese gegebenen Lastaufnahmevermögen eingeschränkt sind, sondern sie können ebenfalls für andere Lastaufnahmevermögen verwendet werden.

Bei jeder gezeigten Ausführungsform sind zwei Elemente oder Bauteile teleskopisch miteinander zur Ausführung einer Relativbewegung verbunden und jede zu starke Bewegung oder Relativbeschleunigung der Elemente oder Bauteile in der einen oder anderen Richtung veranlasst eine Betätigung eines primären Bremssystems mittels des Trägheitsverhaltens eines frei drehbaren Massenelements, um dadurch die maximale Relativbeschleunigung und -geschwindigkeit zu steuern und zu begrenzen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die primäre oder Hauptbremseinrichtung mindestens zwei Bremsschuhe mit Mehrfach-Bremskontaktflächen, die durch Gelenke oder Stifte miteinander verbunden sind und durch einen mit dem Massenelement gekoppelten Hebel betätigt werden. Infolge ihrer Formgebung erzeugen die primären Bremsschuhe eine zwischen sich wirksame Rückkopplungskraft von einem Bremsschuh auf einen zweiten Bremsschuh, nachdem ein Bremsschuh durch den Betätigungshebel in Bremsberührung mit einer Bremsfläche gebracht wurde, wodurch

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ein Bremssystem mit sehr hoher Verstärkung zur Verfügung gestellt wird.

Darüberhinaus wird gemäss der bevorzugten Ausfuhrungsform ein durch die Winkelgeschwindigkeit betätigtes Bremssystem geschaffen, um die Geschwindigkeit der ineinander verschiebbaren Elemente gegenüber einander zu begrenzen. Dieses geschwindigkeit sbetätigte Bremssystem wird vorzugsweise von dem frei drehbaren Massenelement gehalten, damit die primären Bremsen verlängert eingesetzt werden, falls die relative Translationsgeschwindigkeit der Elemente (entweder in einer Einwärts- oder Auswärtsrichtung) eine zulässige Geschwindigkeit überschreitet. Die Erfindung umfasst ferner vorzugsweise eine sekundäre Masse oder Dämpfungsvorrichtung, die durch Reibung mit der frei drehbaren ersten Masse (Trägheitsmasse) gekoppelt ist und die um ein Wellenelement drehbar ist, das sich von der freien Masse wegerstreckt, um die Einwirkung der Bremsbetätigungsvorrichtung zu verlängern und dadurch einen Rückprall der primären Bremsen von der Bremsfläche nach Herstellung der ersten Berührung mit derselben zu verhindern.

Somit ist es mit den Mehrstufen-Massenelementen gemäss den bevorzugten Ausführungsformen nunmehr möglich, eine relative Verschiebung der Gehäuseelemente bei Frequenzen in der Nähe von 3 Hz wirksam zu begrenzen. Es zeigen:

Pig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Reibungsstossdämpfers, der in einem Rohrsystem montiert ist,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Reibungsstossdämpfer mit einem dynamischen Lastaufnahmevermögen von mindestens 4448 N längs der Linie 2-2 in Fig. 1, der den Reibungsstossdämpfer in eingefahrener Stellung darstellt,

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Pig. 3 einen Teilschnitt ähnlich Pig. 2, der den Reibungsstossdämpfer in teilvreise ausgefahrener Stellung zeigt,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2, der die auf Geschwindigkeit ansprechenden erfindungsgemässen Bremsen in zurückgezogener Lage darstellt,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 2, der die primären Bremsschuhe in dem erfxndungsgemassen Antriebselement darstellt,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 2, der die primären Bremsschuhe zeigt,

Fig. 7 einen vergrösserten Teilschnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 3,

Fig. 8 eine Stirnansicht, gesehen von der rechten Seite der Fig. 2,

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie 9-9 in Fig. 2,

Fig. 10 eine Ansicht des Betätigungshebels der Primärbremse,

Fig. 11 eine der Fig. 7 ähnliche Ansicht, die die primären Bremsschuhe in betätigter Lage darstellt,

Fig. 12 eine Fig. 6 ähnliche Darstellung, die die Abänderung der primären Bremsanordnung für einen Reibungsstossdämpfer angibt, der mindestens ein dynamisches Lastaufnahmevermögen von 2240 N aufweist, zum Vergleich mit dem Reibungsstossdämpfer der Fig. 1-11,

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Pig. 13 einen Schnitt ähnlich Fig. 2, der einen Reibungsstossdämpfer mit einem dynamischen Lastaufnahmevermögen von mindestens 13 400 N darstellt,

Pig. 14 einen Schnitt längs der Linie 14-14 in Fig. 13, der die primäre Bremsanordnung mit teilweise weggebrochenen Teilen im Bereich des Betätigungshebels zeigt,

Fig. 15 einen Schnitt ähnlich Fig. 2, der einen Reibungsstossdämpfer mit einem Lastaufnahmevermögen von mindestens 44 480 N darstellt und

Fig. 16 einen Schnitt längs der Linie I6-I6 in Fig. 15, der die primäre Bremsanordnung darstellt, wobei ein weiterer Abschnitt weggebrochen ist, um den Hebel und Bremsbelag eines Bremsschuhs sichtbar zu machen.

Fig. 1 zeigt die Aussenansicht eines jeden der vier verschiedene Lastaufnahmevermögen aufweisenden, hier betrachteten Reibungsstossdämpfers. Der Reibungsstossdämpfer ist bei 30 dargestellt und umfasst ein Bremsgehäuse 31 und ein oberes Gehäuse 32 (wobei beide ein einzelnes Element oder Bauteil bilden). Das Gehäuse 31 ist wahlweise mit einer Verlängerungselement- und Gabelkopfplattenanordnung 29 mittels beispielsweise Bolzen gekoppelt, wobei die Anordnung ihrerseits mit einer Halterung, wie einer V7and 21, verbunden ist. Das gegenüberliegende Ende des Reibungsstossdämpfers enthält ein endseitiges Anschlusselement 49, das sich gegenüber den Gehäusen 31 und 32 einwärts und auswärts bewegt.

Das endseitige Anschlusselement enthält ein Lager 50, das vorzugsweise ein sphärisches Lager ist, um eine Zapfenverbindung mit einem Verbindungsteil 23 herzustellen, der mit dem Rohr 22 verbunden ist.

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Ein Staubdeckel 36 ist mit dem endseitigen Anschlusselement 49 durch Antriebssehrauben oder eine ähnliche Einrichtung (siehe Fig. 8) verbunden. Es wird nunmehr auf die Fig. 2 bis 11 wie auch auf die Fig. 1 zwecks näherer Beschreibung eines Reibungsstossdämpfers mit einem Lastaufnahmevermögen von mindestens ^448 N Bezug genommen.

Im Inneren des oberen Gehäuses 32 ist eine Laststabanordnung angeordnet, die zwei Stäbe 33~1 und 33-2 enthält, die beide an ihrem einen Ende mittels mit Innenschlüssel zu betätigenden Muttern 48 mit dem endseitigen Anschlusselement 49 verbunden sind und die an ihren anderen Enden mit einer üblichen, ein Trapezgewinde (ACME) aufweisenden Mutter 33-4 verschraubt ist. Die Stäbe 33-1 und 33-2 werden durch eine Führungsplatte 47 mit Löchern 47-1 und 47-2 für eine Hin- und Herbewegung geführt. Die Führungsplatte wird an einem Ende durch einen Sprengring 38 an ihrem Platz gehalten und an ihrem anderen Ende durch eine Schulter 32-1 im oberen Gehäuse 32. Die Mutter 33-4 ist mit einer Welle oder Spindel 37 verschraubt, die an einem Ende in einer Lagertasche 47-3 innerhalb der Führungsplatte 47 aufgenommen wird.

Das genannte eine Ende der Spindel 37 steht in Anlage an einem Kugellager 41, das seinerseits an einem Lagerblock 42 anliegt, dessen Stellung durch eine Stellschraube 43 einstellbar ist.

Die Spindel 37 wird durch eine Führungsscheibe 54 gehalten, die durch einen Haltering 55, der an einer Schulter des oberen Gehäuses 32 anliegt, gesichert wird. Das gegenüberliegende Ende der Spindel 37 wird in der Bohrung 31-1 im Bremsgehäuse 31 gegen ein Kugellager 56 und einen Lagerblock 57 gehalten. Das obere Gehäuse 32 wird am Bremsgehäuse 31 durch einen Haltering 53 gehalten.

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Die Spindel 37 weist einen gerändelten Abschnitt 37-1 auf₃ und die primäre Bremsanordnung einschliesslich des Antriebselements 58 ist auf den gerändelten Abschnitt unter Erzielung eines Reibungssitzes aufgepresst. Das Antriebselement 58 läuft somit mit der Spindel 37 um, wenn diese durch die Translationsbewegung der Mutter 33-4 gedreht wird. Das Antriebselement trägt das primäre Bremssystem, das die Bremsschuhe 59-1 und 59-2 umfasst, die durch einen Stift 60 (um den sie schwenkbar sind) zusammengehalten werden und die durch eine Feder 61, die jeweils gemäss Fig. 6 in Löcher 62 und 63 der Bremsschuhe 59-1 und 59-2 eingreift, am Umfang des Antriebselements 58 gehalten werden.

Die Bremsschuhe 59-1 und 59-2 sind jeweils mit einem gehärteten Bremsbetätigungs-Lager block 64-1 und 64-2 versehen, der jeweils mit ihnen durch Bolzen 65 und 66 (siehe Fig. 7) verbunden ist. Jeder Bremsschuh hat äussere Mehrfachbremsflächen 68-1 und 68-2 für den Bremsschuh 59-1 und 68-3 und 68-4 für den Bremsschuh 59-2 (siehe Fig. 6), die zur Anlage an der Bremsfläche 31-2 an der Innenseite des Bremsgehäuses 31 dienen.

Das Antriebselement 58 trägt ferner mittels eines Stifts einen Bremsbetätigungshebel 70. Der Mittelabschnitt 70-1 (siehe Fig. 7 und 10) kann die Bremsbeläge 64-1 oder 64-2 erfassen, abhängig von der Richtung, in welcher er verschwenkt wird, um die in Drehrichtung vorderen Bremsschuhflächen gegen die Bremsfläche 31-2 zu drücken.

Wie aus Fig. 11 in Verbindung mit Fig. 6 ersichtlich ist, wird der vordere Bremsschuh, beispielsweise 59-1 > nach aussen gegen die Bremsfläche 31-2 gedrückt, wodurch die Fläche bei 68-1 veranlasst wird, zunächst die Bremsfläche 31-2 zu erfassen, und zwar durch eine Nockenbewegung gegen den Mittelabschnitt 70-I des Hebels 70. Die auf diese Weise entwickelte

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Reibungskraft legt den zweiten Satz Bremsflächen 68-2 des vorderen Bremsschuhs 59-1 gegen die Bremsfläche 31-2, was eine zusätzliche Reibungskraft ergibt, wobei die Summe dieser Kräfte auf den anderen hinteren Bremsschuh 59-2 übertragen wird, so dass dessen zwei Sätze von Bremsflächen 68-3 und 68-4 gegen die Bremsfläche 31-2 gedruckt werden und ihr Lagerblock 64-2 dadurch gegen den Stift 71 gepresst wird. Die Summe der entwickelten Reibungskraft wird somit durch das Antriebselement 58 auf die Spindel 37 übertragen und steht der Drehbewegung entgegen, die durch die erzwungene Translation der Mutter 33-4 erzeugt wird. Die Winkelstellungen der vier Sätze von Bremsflächen der Bremsschuhe 59-1 und 59-2 bestimmen die Servo-RückkopplungsverStärkung der primären Bremseinrichtung und somit den einzigeartigen Wirkungsgrad des erfindungsgemässen Bremssystems.

Der Hebel 70 ist an seinem unteren Ende mit einem Schlitz 70-2 versehen, in dem ein Stift 72 liegt. Der Stift 72 ist am Massenelement 74 befestigt, so dass eine verschieden grosse Winkelbewegung zwischen dem Massenelement 74 und dem Antriebselement 58 den Hebel 70 verschwenkt und die primären Bremsschuhe 59-I und 59-2 nach aussen drückt, um ein Bremsen der Linearbewegung des endseitigen Anschlusselements 49 gegenüber dem die Gehäuse 31 und 32 enthaltenden Element oder Bauteil zu veranlassen.

Das Massenelement 74 mit seinem Bremsbetätigungsstift 72 kann sich frei auf der Spindel 37 drehen, wird jedoch durch die Kraft der Feder 61 gegenüber dem Antriebselement und der primären Bremseinrichtung in einer neutralen Winkellage gehalten. Werden die Spindel 37 und das Antriebselement langsam gedreht, beispielsweise wenn die Rohrleitung 72 eine Wärmebewegung erfährt, so wird diese neutrale Lage aufrechterhalten,

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jedoch erzeugt jede augenblicklich auftretende Drehung der Spindel-Antriebselementanordnung als Folge einer Beschleunigung oder schnellen Trennung des Elements 49 gegenüber dem durch die Gehäuse 31 und 32 gebildeten Element eine relative Winkelverschiebung des Massenelements 74 und des Antriebselements

Der Stift 72 verursacht ein Verschwenken des Hebels 70 und eine Betätigung der primären Bremsschuhe. Das Massenelement 74 trägt ein Paar auf die Winkelgeschwindigkeit ansprechende Bremsschuhe 75-1 und 75-2, die eine Stiftverbindung aufweisen und durch einen Stift 76 mit der Trägheitsmasse verbunden sind. Diese Bremsschuhe werden normalerweise durch die Feder 77,deren Enden jeweils in Löcher 78 und 79 in den Bremsschuhen 75-1 und 75-2 eingehakt sind, wie aus Fig. 4 hervorgeht, innerhalb des Umfangs des Massenelements 74 gehalten.

Die auf die Geschwindigkeit ansprechenden Bremsschuhe 75-1 und 75-2 bewegen sich nach aussen, wenn die Winkelgeschwindigkeit des Massenelements J^ auf einen vorbestimmten Wert ansteigt. Die Bremsschuhe 75-1 und 75-2 erfassen dann einen anderen Abschnitt der Bremsfläche 31-2 und bewirken, dass das Massenelement zwangsweise durch das Antriebselement 58 gedreht wird, wobei dessen Widerstand gegenüber einer derartigen Drehung eine Anlage der primären Bremsschuhe mit zusätzlicher Kraft mittels des Stiftes 72 in der vorausgehend beschriebenen Weise verursacht.

Gemäss Fig. 2 enthält das Massenelement 74 ferner einen Abschnitt 74-1, der als Welle für eine sekundäre Masse 80 arbeitet. Diese sekundäre Masse oder Dämpfungsvorrichtung ist mit der frei drehbaren Masse 74 durch eine vorgespannte Federscheibe 81 und einen Haltering 82 gekoppelt. Die sekundäre Masse 80 dreht sich unter Aufrechterhaltung der Drehung zusammen mit dem freien Massenelement 7 ^ in einer Drehrichtung,

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wird sich jedoch um den Abschnitt 74-1 drehen, um einer plötzlichen erzwungenen Umkehr der freien Masse entgegenzuwirken, beispielsweise wenn die Vorrichtung wechselnden Lasten ausgesetzt ist oder wenn das Massenelement 74 einleitend die Betätigung der primären Bremsen 59-1 und 59-2 veranlasst.

Die Trägheitsmasse 74 wird am Ende der Spindel 37 gemäss Pig. 2 durch die Beilagscheibe 85 und den Haltering 84 an ihrem Platz gehalten. Das Gehäuse 32 ist mit Nuten 32-3 (siehe Pig· 3) versehen, die in der und um die Aussenfläche des Gehäuses verlaufen und die als visuelles Mass der Verschiebungsposition dienen und ferner ein Austreten jeglicher eingeschlossener Schmutzteilchen, um die weiche Translationsbewegung der Gehäuseabdeckung 36 und des damit verbundenen endseitigen Anschlusselements 49 nicht zu behindern.

Beim Gebrauch ist die Basis der Einheit (Bremsgehäuse 31) mit einer Halteanordnung gemäss Fig. 1 verbunden und das endseitige Anschlusselement 49 ist an dem zu schützenden Rohr 22 befestigt. Bewegt sich das endseitige Anschlusselement 49 einwärts, so veranlasst es die beiden Stäbe 33-1 und 33-2, mit denen es verbunden ist, durch die Führungsplatte 47 zu gleiten. Die Führungsplatte 47 ist innerhalb des· oberen Gehäuses mit einem Sprengring 38 gesichert und wird durch einen Sicherungsstift 47-4 zur Verhinderung einer Drehung an einer Drehung gehindert (siehe Fig. 3).

Die Stäbe sind an ihrem entgegengesetzten Ende an der Mutter 33-4 befestigt. Eine Einwärtsbewegung der Mutter veranlasst die Spindel 37 zu einer Drehung im Gegenzeigersinn, gesehen vom endseitigen Anschlusselement 49. Die Ausübung einer konstanten, mit geringer Geschwindigkeit wirkenden Kraft auf das endseitige Anschlusselement gestattet es dem Massenelement 74, welches auf der Spindel 37 sitzt,

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aber nicht an dieser befestigt ist, sich in Phase mit dem Antriebselement 58 zu drehen, welches an der Spindel 37 befestigt ist, während eine einwärts gerichtete Beschleunigung des endseitigen Anschlusselements das Antriebselement wiederum veranlasst, sich im Gegenzeigersinn zu drehen, wobei jedoch das Trägheitsverhalten der Masse 74 einer Drehung Widerstand entgegensetzt und dadurch die Relativbewegung der genannten Elemente verursacht. Dieser äusser Phase Zustand veranlasst den Stift 72 im Massenelement, den Bremshebel 70 im Gegenzeigersinn um den Bremshebelhaltestift 71 zu verschwenken und in Anlage an den Lagerblock an einem Bremsschuh zu kommen und letzteren zu veranlassen, sich am Innendurchmesser 31-2 des Gehäuses 31 anzulegen.

Die von diesem Bremsschuh erzeugte Reibungskraft als Folge der Drehung der Antriebselement-Bremsanordnung wird dadurch über den Gelenkstift 60 auf den anderen Bremsschuh und somit auf den Haltestift 71 übertragen. Damit wird der erzwungenen Drehung des Antriebselements 58 Widerstand entgegengesetzt. Falls am endseitigen Anschlusselement 49 eine andauernde Kraft ausgeübt wird, dreht das Antriebselement 58 das Massenelement 74 über den Bremshebel 70 und den Verbindungsstift 72. Bei einer gegebenen Geschwindigkeit wird die Zentrifugalkraft der freien Masse der Bremsschuhe 75-1 und 75-2 die Kraft der Haltefeder 77 überschreiten und diese Bremsschuhe zu einer nach aussen gerichteten Schwenkbewegung und zur Anlage an der Bremsfläche 31-2 veranlassen, so dass ein zusätzlicher Widerstand gegen eine Drehung erzeugt und dadurch die auf die primären Bremsen wirkende Betätigungskraft vergrössert wird.

Eine Umkehr der Richtung der ausgeübten Bewegung oder Kraft führt zu einer Umkehr der Drehungen und Kräftevektoren am Antriebselement, an den primären Bremsschuhen, dem Bremshebel und dem frei umlaufenden Massenelement.

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In Pig. 12 (die eine Ansicht entsprechend Fig. 6 darstellt) ist die primäre Bremsanordnung für einen Reibungsstossdämpfer mit einem Lastaufnähmevermögen von mindestens 2240 N dargestellt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die allgemeine Anordnung dieses Reibungsstossdämpfers und der einleitend beschriebene Reibungsstossdämpfer in der gleichen Weise arbeiten.

Die Ansicht gemäss Pig. 12 zeigt zwei Bremsschuhe 90 und 91, die durch einen Stift 92 miteinander verbunden sind und nun durch eine oben angeordnete Feder 93 zusammengehalten werden, die mit den Stiften 90-1 und 91-1 an den jeweiligen Bremsschuhen befestigt ist. Der Querschnitt des Antriebselements ist mit 94 und der Hebel mit 95 dargestellt. Der Hebel 95 ist wie bei der vorausgehenden Ausführungsform durch einen Stift 96 schwenkbar mit dem Antriebselement verbunden, und das Antriebselement ist mit der Welle oder Spindel 97 gekoppelt .

Der Hebel 95 wird durch einen Stift 98 verschwenkt, der mit einem freien Massenelement Jk gekoppelt ist, wie dies für die Fig. 1 bis 11 zutrifft.

Es wird nunmehr auf die Fig. 13 und 14 Bezug genommen, welche Unterschiede der inneren Positionierung zwischen dem vorliegenden Reibungsstossdämpfer und den vorausgehend beschriebenen zeigen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass diese drei Vorrichtungen in der gleichen Weise arbeiten.

In der Fig. 13 sind die Laststäbe bei 101-1 und 101-2 dargestellt und sind mit einer Kugelmutteranordnung 102 verschraubt, um diese um die Gewinde einer Kugelschraube oder Spindel 103 vorwärts und rückwärts zu bewegen» Der Staub-

deckel 104, das Bremsgehäuse 105 und das obere Gehäuse 106 entsprechen den ähnlichen, vorausgehend in Fig. 2 beschriebenen Elementen. Die Spindel 103 ist mit einem Antriebselement 107 (das nunmehr in Fig. 13 ganz links liegt) durch einen Woodruff-Keil 108 oder eine ähnliche Anordnung verbunden.

Somit dreht sich das Antriebselement 107 mit der Spindel 103. Die primären Bremsschuhe 109 und 110 entsprechen den Bremsschuhen 59-1 und 59-2 und werden durch einen Stift 111 schwenkbar miteinander verbunden.

Eine Feder 111-1 ist an jedem Bremsschuh befestigt und hält die Bremsschuhe in ihrer Lage am Umfang des Antriebselements 107. Ein.Bremsbetätigungshebel 112, der die gleiche Formgebung aufweist wie sie in Fig. 10 dargestellt ist, wird mit dem Antriebselement 107 durch einen Stift 113 gekoppelt.

Bei 115 ist ein drehbar befestigtes, freies Massenelement dargestellt, das sich zur Halterung um die Kugellageranordnung 116 erstreckt, damit die Empfindlichkeit gegenüber einer Winkelbewegung gewährleistet wird, die für eine primäre Bremsbetätigung in der vorausgehend beschriebenen Weise erforderlich ist.

Das Massenelement 115 hält den Stift 117, welcher den Hebel 112 bewegt, um die primären Backen gegen die Bremsfläche 105-1 zu drücken. Auf Geschwindigkeit ansprechende Bremsschuhe sind bei 118 und 119 vorgesehen und sind am Massenelement 115 durch einen Stift 120 befestigt.

Eine Feder 121 ist am entgegengesetzten Ende der auf die Winkelgeschwindigkeit ansprechenden Bremsschuhe 118 und 119 in der in Fig. 4 für die Bremsschuhe 75-1 und 75-2 gezeigten

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Weise befestigt. Die sekundäre Masse ist bei 122 am Umfang der frei rotierenden Masse 115 befestigt und arbeitet in der gleichen Weise wie die sekundäre Masse 80 der vorausgehend beschriebenen Vorrichtungen gemäss den Fig. 1-12.

In den Fig. 15 und 16 ist ein Reibungsstossdampfer mit einem Lastaufnahmevermögen von mindestens Hh 480 N dargestellt. In diesen Figuren ist ein Bremsgehäuse 150 und ein oberes Gehäuse 151 gezeigt. Eine Kugelschraube 152 ist mit einer Kugelmutteranordnung 153 gekoppelt und wird durch die Laststäbe 15*1 und 155 angetrieben. Ein Antriebselement 156 ist mittels eines Woodruff-Keils 157 oder einer ähnlichen Einrichtung mit der Spindel 152 verkeilt und trägt primäre Bremsschuhe I58 und 159· Die Bremsschuhe werden durch einen Stift I60 und eine mit einem jeden. Bremsschuh verbundene Feder !öl zusammengehalten. Der Hebel ist bei 163 dargestellt und ist schwenkbar durch einen Stift 164 mit dem Antriebselement 156 gekoppelt. Eine frei drehbare Masse I68 wird durch eine Kuge!lageranordnung I69 getragen und trägt ihrerseits durch Reibung eine sekundäre Masse I70, die in der vorausgehend beschriebenen Weise arbeitet. Auf Geschwindigkeit ansprechende Bremsschuhe 172 und 173 werden mittels eines Stifts 17^ mit dem Massenelement verbunden und eine Feder 175 hält die auf Geschwindigkeit ansprechenden Bremsschuhe in ihrer Lage am Umfang des Massenelements.

Es wird darauf hingewiesen, dass jede Art einer Spindel- und Mutteranordnung oder dergleichen, die eine Translationsbewegung in eine Drehbewegung in der beschriebenen Weise umwandelt, verwendet werden kann.

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Die vorausgehend beschriebenen Ausführungsformen stellen gegenwärtig die bevorzugte Weise dar, Anordnungen verschiedener Grosse zu schaffen. Es ist jedoch offensichtlich, dass innerhalb des Rahmens der Erfindung Abänderungen der dargestellten Ausführungsformen möglich sind. Die beschriebenen Anordnungen können aus verschiedenen Metallen, wie beispielsweise Stahl, hergestellt werden, was für den Fachmann offensichtlich ist.

Ende der Beschreibung

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Claims

Patentansprüche

( l.jReibungsstossdämpfer, gekennzeichnet durch ein erstes Element (37; 97; 103; 152) und ein zweites Element (33-I₅ 33-2; 101-1, 101-2; 15¹J, 155), die zur Teleskop-Bewegung ineinander miteinander verbunden sind, durch eine an einem der Elemente vorgesehene Bremsfläche (31-2; 105-I)₄ durch eine von einem der Elemente getragene Bremseinrichtung (58, 59-1, 59-2; 94, 90, 91; 107, 109, HO; I56, I58, 159), durch ein von einem der Elemente getragenes Massensystem (74, 115), das eine Trägheitsmassen-Bremsbetätigungsvorrichtung (70; 95; 112; 163) zur Verbindung einer Trägheitsmasse mit der primären Bremseinrichtung aufweist, um die primäre Bremseinrichtung zu veranlassen, sich bei einem Nacheilen der Trägheitsmasse gegenüber der primären Bremseinrichtung gegen die Bremsfläche zu legen, und durch eine auf Geschwindigkeit ansprechende Bremseinrichtung (75-1, 75-2), die mit der Trägheitsmasse (74, 115) gekoppelt ist, um die Trägheitsmasse abzubremsen, damit die primäre Bremseinrichtung veranlasst wird, sich gegen die Bremsfläche mit grösserer Kraft zu legen.
2. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägheitsmassensystem (74; 115) eine sekundäre Masse (80; 122) aufweist, die durch Reibung von der Trägheitsmasse (74; II5) getragen wird, so dass die Trag-

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heitsmasse weiterhin die primäre Bremseinrichtung (59-1, 59-2) gegen die Bremsfläche (31-2) drückt, nachdem die erste Berührung der Bremsbetätigungsvorrichtung gegen die primäre Bremseinrichtung erfolgt ist, so dass der Widerstand gegen eine weitere Bewegung zwischen dem ersten und zweiten Element über einen wesentlichen Lastbereich in glatter und kontinuierlicher Weise variiert wird.
3. Reibungsstossdämpfer, gekennzeichnet durch ein Paar Elemente (37, 97; 103; 152; 33-I₃ 33-2; 101-1, 101-2; 15¹Is 155), die zur Durchführung einer Einschiebebewegung in Bezug aufeinander mittels einer Mutter und Spindel (33-4, 37; 102, 103; 153, 152) angeordnet sind, durch eine an einem der Elemente angeordnete Bremsfläche (31-2, 105-1), einer zur Drehung mit der Spindel angebrachten Bremseinrichtung (58, 59-1, 59-2; 9k, 90, 91; 107, 109, 110; 156, 158, 159) eine von der Spindel gehaltene Trägheitsmasse (7^; 115), die frei um die Spindel drehbar ist, eine Bremsbetätigungsvorrichtung (70; 95; 112; I63), die die Trägheitsmasse (7^; 115) mit der Bremseinrichtung koppelt, damit diese unter bestimmten Bedingungen gegen die Bremsfläche (31-2; IO5-I) gedruckt wird, wobei die Bremseinrichtung (58, 59-1, 59-2; 94, 90, 91; 107, 109, HO; 156, 158, 159) mindestens zwei Bremsschuhe (59-1, 59~2;9O, 91; 109, HO; 158, 159) aufweist, die an einem Ende eines jeden Bremsschuhs durch einen Stift schwenkbar miteinander gekoppelt sind, so dass die Bewegung des einen, die Bremsfläche erfassenden Bremsschuhs auf den anderen Bremsschuh übertragen wird und eine Summierung der erzeugten Reibungskräfte erfolgt, um dadurch eine hohe Bremsverstärkung zu induzieren.

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4. Reibungsstossdampfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (58, 59-1, 59-2; 9¹J, 90, 91; 107, 109, HO; 156, 158, 159) eine mit den Bremsschuhen verbundene Feder (61; 93;111-1; l6l) aufweist, die die Bremsschuhe gegeneinander zieht und dadurch eine unbehinderte, mit geringer Geschwindigkeit erfolgende Ineinanderbewegung des Paars der Elemente gestattet.
5. Reibungsstossdampfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (58, 59-1, 59-2; 94, 90, 91; 107, 109, HO; 156, 158, 159) ein Antriebs element (58; 107; 156) aufweist, das die Bremsschuhe (59-1, 59~2;9O,91; 109, 110; 158, 159) trägt, wobei das Antriebselement mit der Schraubenspindel (37, 97; 103; 152) zur Bewegung mit derselben gekoppelt ist.
6. Reibungsstossdampfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbetätigungsvorrichtung (70; 95; 112; I63) einen Hebel aufweist, um einen Bremsschuh gegen die Bremsfläche (31-2; 105-1) zu drücken, damit dadurch der andere Bremsschuh veranlasst wird, infolge einer Rückkopplungswirkung des einen Bremsschuhs, die auf den die Bremsschuhe verbindenden Zapfen ausgeübt wird, sich gegen die Bremsfläche zu legen.
7. Reibungsstossdampfer nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Hebel (70; 95; 112; I63) schwenkbar mit dem Antriebselement (58; 107; 156) und mit einem von der Trägheitsmasse (74; 115J I68) gehaltenen Betätigungsstift ,72; 117; 171) gekoppelt ist, wobei die Trägheitsmasse sich mit dem Hebel dreht.

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8. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (70; 95; 112; 163) einen Schlitz aufweist, in dem der Betätigungsstift (72; 117; 171) angeordnet ist, um ein Verschwenken des Hebels zu veranlassen, damit einer der Bremsschuhe abhängig von der Drehrichtung der Schraubenspindel gegen die Bremsfläche (31-2; 105-1) gedrückt wird.
9. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Elemente (37; 97; 103; 152;
33-1, 33-2; 101-1, 101-2; 15¹J, 155) ein
endseitiges Anschlusselement enthält, mit welchem eine Anzahl von mit der Mutter verbundenen Laststäben gekoppelt ist.
10. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass das andere der genannten Elemente eine Gehäuseanordnung (3I₉ 36) aufweist, die eine Führungsplatte (47) enthält, die eine Führungseinrichtung zur Beschränkung der Drehung der Laststäbe aufweist.
11. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine an einem der Elemente angeordnete Einrichtung (29), um den Reibungsstossdämpfer mit einer Halterung zu verbinden und durch eine am anderen der Elemente angeordnete Einrichtung (23) zur Verbindung mit einem Rohr.
12. Reibungsstossdämpfer, gekennzeichnet durch ein Paar Elemente (37; 97; 103; 152; 33-1, 33-2; 101-1,

101-2; 15¹J, 155), die zur Durchführung einer
Teleskopbewegung relativ zueinander mittels einer
ersten und zweiten Einrichtung (37, 97; 103; 152;

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33—^» 102, 153) befestigt sind, um eine lineare Bewegung in eine Drehbewegung umzuwandeln, eine Bremsflächenanordnung (31-2; 105-1), die von einem der Elemente getragen wird, eine Bremseinrichtung (58; 59-1, 59-2; 94, 90, 91; 107, 109, 110; 156, 158, 159) zum Erfassen der Bremsflächenanordnung, die durch die erste Einrichtung zur Bewegung mit derselben gehalten wird, eine von der ersten Einrichtung getragene Trägheitsmasse (7Ί; II5)i die von der ersten Einrichtung zur Durchführung einer unabhängigen Bewegung gegenüber derselben gehalten wird, eine Bremsbetätigungsvorrichtung (70; 95; 112; 163), die mit der Trägheitsmasse und der Bremseinrichtung gekoppelt ist, um ein Anlegen der Bremseinrichtung an der Bremsflächenanordnung zu veranlassen, und eine mittels Reibung von der Trägheitsmasse (7^; 115) getragene sekundäre Masse (80; 122, 170), die relativ zur Trägheitsmasse eine Drehung ausführen kann.
13. Reibungsstossdämpfer gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbetätigungsvorrichtung einen mit der Trägheitsmasse verbundenen Stift (72, 117, 171) aufweist, der seinerseits mit einem Hebel (70; 95; 112; I63) zur Betätigung der Bremseinrichtung gekoppelt ist.
m. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einrichtung eine Spindel (37, 97; 103; 152) und die zweite Einrichtung eine Kugelmutter (102) enthält.
15. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einrichtung eine ein Trapezgewinde aufweisende Spindel (37, 97; 103; 152) und die zweite Einrichtung eine ein Trapezgewinde aufweisende

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Mutter aufweist.
16. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (58, 59-1, 59-2; 94, 90, 91; 107, 109, HO; 156, 158, 159) ein Antriebselement (58; 107; 156) aufweist, das zur Bewegung mit der ersten Einrichtung angeordnet ist und der mindestens ein Paar an einem Ende miteinander verbundener Bremsschuhe (59-1, 59-2; I09, HO; 158, 159) trägt, wobei ein Hebel (70; 95; 112; I63) jeweils einen der Bremsschuhe abhängig von der Bewegungsrichtung der Elemente relativ zueinander erfasst.
17. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (70; 95; 112; I63) mit dem Antriebselement durch einen Stift (71; 113; 164) gekoppelt ist, um den er sich dreht.
18. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (58; 94; 107; 156) die Trägheitsmasse (74; 115; I68) zu einer Mitdrehung veranlasst, nachdem sie gegenüber dem Antriebselement um das Ausmass dessen Bewegung nachgeeilt ist.
19. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Stift (47-4), der mit der Führungsplatte (47) und dem die Führungsplatte tragenden Element gekoppelt ist_y um die Führungsplatte an einer Drehung zu hindern.
20. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, um die genannten Elemente an einer Drehung relativ zueinander zu hindern.

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21. Reibungsstossdämpfer, gekennzeichnet durch ein erstes und zweites Element (37; 97; 103; 152; 33-1, 33-2; 101-1, 101-2; 154, 155), die mittels einer teilweise mit Gewinde versehenen Spindel und einer Mutter zur Durchführung einer Einschiebebewegung relativ zueinander angeordnet sind, eine von einem der Elemente getragene Bremselement-Anlageflache (31-2; ΊΓ05-1), ■ ein mit der Spindel (37, 97; 103; 152) zur Drehung hiermit gekoppeltes Antriebs element (58; 9*1 j 107; 156) , eine von der Spindel gehaltene Trägheitsmasse (74; 115; 168), die gegenüber der Spindel frei drehbar ist, eine vom Antriebselement (58; 9^; 107; 156) gehaltene primäre Bremseinrichtung (59-1, 59-2; 90, 91; 109, HO; 158, 159), eine mit der Trägheitsmasse (7¹J, 115) und dem Antriebselement (58; 9h; 107; 156) gekoppelte Einrichtung (70, 71, 72; 112, 113, 117; 163, 164, 171) zur Betätigung der primären Bremseinrichtung (58, 59-1, 59-2; 94, 90, 91; 107, 109, HO; 156, 158, 159), um diese zu einem Erfassen der Bremselementanlageflache zu veranlassen, wenn die Trägheitsmasse gegenüber dem Antriebselement ausreichend nacheilt, so dass die Beschleunigung der Elemente begrenzt wird, und eine von der Trägheitsmasse getragene, auf Geschwindigkeit ansprechende Bremseinrichtung (75-1, 75-2), die die Bremelementanlagef lache erfasst, wenn die Drehung der Trägheitsmasse eine vorgegebene Geschwindigkeit überschreitet, wobei das Angreifen der auf Geschwindigkeit ansprechenden Bremseinrichtung (75-1, 75-2) die primäre Bremseinrichtung (58, 59-1, 59-2; 9¹J, 90, 91; 107, 109, 110; 156, 158, 159) veranlasst, mit grösserer Kraft gegen die Bremselementanlageflache gedrückt zu werden, so dass dadurch die maximale Relativgeschwindigkeit der genannten Elemente begrenzt wird.

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22. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die auf Geschwindigkeit ansprechende Bremseinrichtung (75-1* 75-2) eine Mehrzahl von Bremsschuhen aufweist, die an einem Ende schwenkbar miteinander verbunden sind, und eine ' Einrichtung (77) die Bremsschuhe gegeneinanderzieht.
23. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die primäre Bremseinrichtung (58, 59-1, 59~2; 9¹I, 90, 91; 107, 109, HO; 156, 158, 159) eine Anzahl von Bremsschuhen aufweist, die schwenkbar miteinander verbunden sind und eine Einrichtung (6l; 93; 111-1; !öl) die Bremsschuhe gegeneinander zu und gegen die Betätigungsvorrichtung zu vorspannt.
2h. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbetätigungsvorrichtung einen einzigen Hebel (70; 95; 112; I63) enthält, der schwenkbar mit dem Antriebselement (58; 94; 107;· 156) verbunden ist, und der durch einen mit der Trägheitsmasse (7¹I; 115; I68) verbundenen Stift (72; 117; 171) bewegbar ist, um die primären Bremsschuhe nach aussen zu drücken.
25. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die primäre Bremseinrichtung (58, 59-1» 59-2; 94, 90, 91; 107, 109, HO; I56, 158, 159) eine Anzahl von schwenkbar miteinander verbundenen Bremsschuhen aufweist, wovon jeder mit im Abstand voneinander angeordneten Mehrfachbremsflächen (68-1, 68-2, 68-3, 68-4) ausgestattet ist, um die Verstärkung und Kraft von einem Bremsschuh zum anderen zu steuern.

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26. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (58, 59-1, 59-2; 94, 90, 91; 107, 109, HO; 156, 158, 159) ein die Bremsschuhe haltendes Antriebselement (58; 9^; 107; I56) aufweist, das mit der Schraubenspindel (37; 97; 103; 152) zur Drehung mit derselben verbunden ist, und dass die Bremsbetätigungsvorrichtung (70; 95; 112; I63) einen schwenkbar innerhalb des Bremsschuh-Antriebselements angeordneten Hebel aufweist, und eine Gleitstiftverbindung (72; 117; 171) zwischen dem Hebel und der Trägheitsmasse derart angeordnet ist, dass die Trägheitswirkungen der Trägheitsmasse eine Drehung des Hebels bewirken, wenn die Schraubenspindel zu einer Drehung gezwungen wird, so dass der in Drehrichtung vordere Bremsschuh in Berührung mit der umgebenden Bremsfläche gelangt.
27. Reibungsstossdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsschuhe federnd gegeneinander und zu und gegen die Bremsbetätigungsvorrichtung (70; 95; 112; 163) hin gezogen werden.

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