CH620505A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibungsstossdämpfereinrich-tung. 30

In vielen Anwendungsfällen ist es notwendig, die Bewegungen von Einrichtungen und Leitungen relativ zu ihrer Lager- oder Tragstellen, welche aus Störkräften, wie pulsierender Fluss, Schwingungen, Leitungsbruchkräften und Erdbewegungen resultieren, zu beschränken, verkleinern oder zu 35 dämpfen. Diese Beschränkung oder Schockdämpfung muss weiterhin bei Störungen mit hohen Bewegungsgeschwindigkeiten) oder Beschleunigungen gegeben sein, wogegen während normalen thermischen Bewegungen, bei Dehnung oder Kontraktion, langsame Bewegungsgeschwindigkeiten möglich 40 sein müssen.

Insbesondere werden in herkömmlichen Kraftwerken Schockdämpfer benötigt, welche als steife Strebe, beziehungsweise Träger die relative Bewegung zwischen der Einrichtung oder den Leitungen, die mit der Einrichtung verbunden 45 sind, und dem Gebäude des Kraftwerkes verhindern, wenn diese Einrichtungen oder Leitungen Störkräften von einem vorbestimmten Minimalwert ausgesetzt sind. Beispielsweise ist es vom Standpunkt der Sicherheit aus notwendig, das Schwingen oder Schlagen von gebrochenen Leitungen gegen 50 Einrichtungen des Kraftwerkgebäudes zu verhindern. Weiterhin ist es für die Berechnung der Sicherheit von Atomkraftwerken, welche seismischen Erdbewegungen ausgesetzt sein können, notwendig, die Einrichtungen und Leitungen in dem Kraftwerksgebäude mit der Tragstruktur so zu verbinden,

dass relative Bewegungen zwischen denselben verhindert werden. Zudem ergeben sich jedoch auf Grund der grossen Abmessungen und Temperaturen in kommerziellen Kraftwerken auf Grund thermischer Expansion und Kontraktion Differenzen in der Höhe von mehreren Zentimetern. Im Hinblick auf die Störkräfte, welche auf die Einrichtungen und Leitungen innerhalb des Kraftwerks wirken und auf die thermischen Bewegungen während des Betriebes von Kraftwerken, ist also ein Schockdämpfer oder Begrenzer notwendig, welcher als steife Strebe oder Träger mit hoher Feder- 6J konstante für das Ansprechen auf Bewegungen mit hoher Geschwindigkeit wirkt und welcher notwendige thermische Bewegungen zulässt.

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Schockbegrenzer oder Dämpfer umfassen im allgemeinen Hydraulikkolbendämpfer, Federdämpfer und mechanische, d. h. Reibungsdämpfer. Insbesondere verwenden verwenden Reibungsdämpfer im allgemeinen linear bewegte Bereiche, welche mit Federn und rotierenden Reibungsteilen die mechanische Dämpfung bewirken. Alle die genannten Einrichtungen verwenden überdies Behälter und Ventile oder Schraubenmutterneinrichtungen, Federn und Reibungsplatten und sind gewöhnlich kompliziert, teuer, weisen hohe Toleranzen auf und sind schwierig zu warten und zu inspizieren, wobei manche von diesen zudem nur eine gerichtete Stossdämpfung aufbringen.

Der Erfindung lag demnach die Aufgabe zugrunde, eine stabile und unempfindliche Reibungsstossdämpfereinrichtung zu schaffen, welche als steife Strebe mit hoher Federkonstante gegenüber externen Störkräften beständig ist, während Bewegungen mit relativ geringen Geschwindigkeiten, wie beispielsweise thermische Expansion und Kontraktion erlaubt werden, und welche einfach und wirtschaftlich aufgebaut, leicht zu inspizieren und zu montieren ist und keine orientierte Dämpfung aufweist.

Erfindungsgemäss ist die Einrichtung gekennzeichnet durch zwei Hauptglieder, welche miteinander in Gleitreibungsverbindung stehen und durch mindestens am einen Hauptglied eine dem Gleitbereich gegenüberliegend angeordnete Bremsvorrichtung, welche einerseits mit dem zugehörigen Hauptglied und anderseits mit dem gegenüberliegenden Hauptglied verbunden ist.

Bei Störungskräften mit höheren Geschwindigkeiten nimmt die Reibungsdämpfungskraft des Schockdämpfers durch Zusammenpressen mittels der Druckvorrichtung zu. Der Schock- oder Stossdämpfer enthält vorzugsweise zwei jeweils einem der Hauptglieder zugeordnete Bremsvorrichtungen in jeweils entgegengesetzter Arbeitsweise. Weiterhin sind die Bremsvorrichtungen vorteilhaft beweglich mit ihren zugehörigen Hauptgliedern in der Weise verbunden, dass während Bewegungen mit hohen Geschwindigkeiten die Druckkraft zwischen den aufeinander gleitenden Hauptgliedern proportional wächst. Weiter sind die Bremsvorrichtungen mit beiden Hauptgliedern in der Weise verbunden, dass thermische Bewegungen mit langsamer Geschwindigkeit zwischen den Hauptgliedern möglich sind.

Die Schock- und Stossdämpfereinrichtung nach der Erfindung weist an ihren gegenüberliegenden Enden einerseits dem Gebäude und anderseits der Einrichtung oder den Leitungen zugeordnete Befestigungsmittel auf.

Vorteilhaft sind die Gleitflächen der Hauptglieder in Längsrichtung angeordnet. Es ist vorteilhaft, wenn jedem der Hauptglieder gegenüber dem gleitenden Bereich eine Bremsvorrichtung zugeordnet ist, welche über einen pneumatischen oder hydraulischen Dämpfer mit dem zugehörigen Hauptglied verbunden ist. Weiter ist jede Bremsvorrichtung mit dem gegenüberliegenden Hauptglied über eine Feder und gelenkig angeordnete Verbindungsglieder verbunden, wobei die hydraulischen oder pneumatischen Dämpfer und die Federn jeder Bremsvorrichtung vorzugsweise in Längsrichtung der Hauptglieder angeordnet sind.

Weitere Vorteile und spezifische Eigenheiten der Erfindung werden nun an Hand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren näher erläutert, ohne dass dem einschränkende Bedeutung beikommen soll.

Fig. 1 zeigt einen Stossdämpfer nach der Erfindung;

Fig. 2 die Seitenansicht von Fig. 1 in Richtung 2—2;

Fig. 3 zeigt den erfindungsgemässen Stossdämpfer in schematischer Weise bei Zugbeanspruchung; und

Fig. 4 zeigt diesen bei Druckbeanspruchung.

Der Stossdämpfer 10 weist zwei Hauptglieder 12A und

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12B auf, welche entlang einem längsgerichteten Bereich in Gleitverbindung stehen. Jedem der beiden Hauptglieder 12A und 12B ist eine Bremsvorrichtung 14A und 14B zugeordnet, welche mit jeweils dem gegenüberliegenden Hauptglied über eine Mehrzahl von Verbindungsgliedern 16, welche über Bolzen 16 A gelenkig gelagert sind, verbunden ist. In Fig. 1 sind vier dieser Verbindungsglieder 16 dargestellt. Die Bremsvorrichtungen 14A, 14B dienen der Bremsung bzw. Begrenzung der Bewegungen der Hauptglieder. Die Bremsvorrichtungen 14A und 14B sind weiterhin mit den zugehörigen Hauptgliedern 12A und 12B über Dämpfer 18A und 18B verbunden, wobei jeder der Dämpfer über Verbindungsstäbe 21A und 21B an Ankerplatten 19A und 19B am zugeordneten Hauptglied abgestützt ist. Die Bremsvorrichtungen 14A und 14B sind ferner über Federn 20A und 20B mit den jeweils gegenüberliegenden Hauptgliedern in Verbindung.

Die Dämpfer 18A, 18B und die Federn 20A, 20B sind in entgegengesetzter Arbeitsweise der jeweiligen Bremsvorrichtung zugeordnet. Der Stossdämpfer 10 weist an seinen gegenüberliegenden Enden Befestigungsmittel 22 auf, mit welchen er beispielsweise zwischen einem Gebäude und einer Leitung fixiert werden kann.

Die Verbindungsglieder 16 sind mit ihren Enden an der zugehörigen Bremsvorrichtung und dem gegenüberliegenden Hauptglied gelagert. Die Länge der Verbindungsglieder 16 ist derart bemessen, dass bei Kompression oder Expansion des Stossdämpfers 10 eine der Bremsvorrichtungen gelenkig gegen das zugehörige Hauptglied gepresst wird, während die andere Bremsvorrichtung gelenkig von dem zugehörigen Hauptglied weggedrückt bzw. gedreht wird und mit diesem einen Spalt 24 bildet. Einstellmuttern 26A und 26B sind den Federn 20A und 20B zugeordnet, um eine im wesentlichen lineare Justierung des Spaltes 24 unter der Bremsvorrichtung 14A bzw. 14B vorzusehen.

In Betrieb während der normalerweise langsamen Bewegungsgeschwindigkeit, welche durch thermische Expansion oder Kontraktion einer Leitung oder eines Teiles der Einrichtung hervorgerufen wird, wirken die Dämpfer 18A und 18B und die Federn 20A und 20B über die Bremsvorrichtungen 14A und 14B in gleicher Weise gegeneinander und erlauben eine freie Längsbewegung der Hauptglieder 12A und 12B sowohl bei Expansion als auch bei Kontraktion. Dabei tritt der Spalt 24 unter beiden Bremsvorrichtungen auf.

Überschreitet jedoch eine Bewegung mit hoher Geschwindigkeit oder Beschleunigung einen vorbestimmten Sicherheitswert sowohl bei Expansion (Fig. 3) als auch bei Kompression (Fig. 4), so wird eine relativ hohe Geschwindigkeit in den Dämpfern 18A und 18B auftreten. Es soll festgestellt werden, dass der Sicherheitswert eine relative Bezeichnung ist und geändert oder variiert werden kann. Als Resultat der in den Dämpfern entstehenden relativ hohen Geschwindigkeit und auf Grund des Dämpfungskoeffizienten jedes der Dämpfer erzeugen diese an ihren zugehörigen Bremsvorrichtungen 14A und 14B eine Kraft, welche für diesen Zustand so ausgelegt ist, dass sie grösser als die entgegenwirkende Kraft der zugehörigen Feder 20A und 20B ist. Demgemäss werden die Bremsvorrichtungen gedrückt und gedreht oder gezogen und gedreht, abhängig von der jeweiligen Expansions- oder Kompressionskraft, welche an dem Stossdämpfer wirkt.

In Fig. 3 ist eine Spannungs- oder Expansionskraft durch

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Pfeile 28 dargestellt, welche an den Enden des Stossdämpfers 10 angreift. Wie oben erläutert, bewirken die pneumatischen oder hydraulischen Dämpfer 18A und 18B, welche schematisch dargestellt sind, auf Grund einer entsprechend hohen Expansionskraft, welche über dem vorbestimmten Sicherheitswert liegende Geschwindigkeit von hoher Beschleunigung hervorruft, eine die entgegengerichtete Federkraft der jeweiligen Bremsvorrichtung übersteigende Kraft, welche die Bremsvorrichtung 14A zieht und dreht und dabei diese Bremsvorrichtung 14A mit ihrer Druckfläche 23 gegen das zugehörige Hauptglied 12A drückt. In ähnlicher Weise wird die Bremsvorrichtung 14B von ihrer Kontaktfläche mit dem zugehörigen Hauptglied 12B weggedrückt und gedreht und formt mit diesem einen Spalt 24. Die Federn sind in Fig. 3 nicht dargestellt, da diesen während der Expansionsbewegung mit hoher Geschwindigkeit über dem vorbestimmten Sicherheitswert nur eine geringe Funktion zukommt.

Die Verlängerung der Hauptglieder 12A und 12B wie in Fig. 3 dargestellt, verursacht einen Druckkontakt der Bremsvorrichtung 14A mit dem zugehörigen Hauptglied 12A, was wiederum eine Selbstverstärkung der Anpresskraft des Hauptgliedes mit verstärkter Reibungsverbindung zu der Bremsvorrichtung 14A und dem anderen Hauptglied 12B verursacht. Weiterhin nimmt durch die Druckkraft die Reibungsdämp-fungskraft zwischen den bewegten Hauptgliedern 12A und 12B proportional bis zu einem Wert zu, welcher grösser als jener der an dem Stossdämpfer 10 anliegenden Spannungsoder Expansionskraft ist. Dadurch wird keine weitere Bewegung der Hauptglieder mehr erlaubt, was heisst, dass der Stossdämpfer als steife Strebe oder Träger wirkt und jede weitere Bewegung der Einrichtung oder Leitungen, welche getragen werden, verhindert ist.

Die Fig. 4 zeigt den Stossdämpfer 10, welcher einer über dem vorbestimmten Sicherheitswert liegenden Druck- oder Kompressionskraft 30 ausgesetzt ist, und die selbsttätige Arbeisweise des Stossdämpfers bzw. insbesondere die selbsttätige Arbeitsweise der Bremsvorrichtung 14B am Hauptglied 12B, wie dies oben in Verbindung mit Fig. 3 und einer Zugkraft beschrieben ist.

An dem mit der Bremsvorrichtung korrespondierenden Ende des Hauptgliedes 12A ist eine Anschlagnase 32 angeordnet, welche verhindert, dass die Bremsvorrichtung 14A bei grösseren thermischen Bewegungen als üblicherweise vom Hauptglied abrutscht, wobei der Stossdämpfer 10 sich öffnen könnte. Durch die richtige Auswahl von Grösse und Material der Teile des Stossdämpfers, der Grössen und Kraftwerte der Dämpfer und Federn und des Kontaktwinkels (Figur 1) der Verbindungsglieder 16 kann mit einer zu den Kontaktoberflächen der Bremsvorrichtungen und der zugehörigen Hauptglieder rechtwinkligen Linie ein stabiler und unempfindlicher Stoss- bzw. Schockdämpfer geschaffen werden, welcher zyklische und/oder in einer Richtung auftretende Hochgeschwindigkeitsbewegungen oder Beschleunigungen von einem vorbestimmten Wert dämpft und welcher ebenso thermische Bewegungen mit langsamen Geschwindigkeiten zulässt. Zudem ergibt die einfache Ausführung des Stossdämpfers eine sehr wirtschaftliche, leicht zu inspizierende und zu montierende und nicht richtungsgebundene Einrichtung zur Dämpfung von Stössen oder Schocks, welche eine hohe Federkonstante zeigt.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

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1.Reibungsstossdämpfereinrichtung, gekennzeichnet durch zwei Hauptglieder (12A, 12B), welche miteinander in Gleitreibungsverbindung stehen und durch mindestens am einen Hauptglied eine dem Gleitbereich gegenüberliegend angeord- 5 nete Bremsvorrichtung (14A, 14B), welche einerseits mit dem zugehörigen Hauptglied (12A, 12B) und anderseits mit dem gegenüberliegenden Hauptglied (12A oder 12B) verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 10 dass jedem der Hauptglieder (12A, 12B) gegenüber dem Gleitbereich eine Bremsvorrichtung (14A, 14B) zugeordnet ist, welche sowohl mit dem zugehörigen als auch mit dem gegenüberliegenden Hauptglied (12A, 12B) verbunden ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 15 dass eine der Verbindungen der Bremsvorrichtung (14A,

14B) mit einem Hauptglied (12A, 12B) als Dämpfer (18A, 18B) ausgeführt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Verbindung eine Feder (20A, 20B) 20 angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verbindung weiterhin Verbindungsglieder (16) enthält, welche gelenkig mit der Bremsvorrichtung (14A, 14B) und dem gegenüberliegenden Hauptglied (12A, 25 12 B) verbunden sind.