DE3308752A1

DE3308752A1 - Bewegungsdaempfer

Info

Publication number: DE3308752A1
Application number: DE19833308752
Authority: DE
Inventors: Elmer Chensheng 92667 Orange Calif. Yang
Original assignee: Pacific Scientific Co
Current assignee: Pacific Scientific Co
Priority date: 1982-03-11
Filing date: 1983-03-11
Publication date: 1983-09-22
Also published as: JPS58180891A; GB8306679D0; GB2118648A; US4431093A; GB2118648B; CA1202608A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf mechanische Stoßdämpfer und insbesondere auf eine Stütze zur Bewegungsdämpfung, die zur Verwendung bei der Steuerung der Bewegung von Gegenständen geeignet ist, beispielsweise bei Rohrleitungen in Kraftwerken oder anderen Anwendungsgebieten.

Rohrleitungssysteme und andere zugehörige Komponenten, wie Ventile, Pumpen und Dampfgeneratoren, stellen einen großen Teil der Investitionen in einem Kraftwerk dar. Die Auswirkungen eines seismischen Ereignisses oder anderer plötzlicher Stoßbelastungen auf ungeschützte oder nur ungenügend geschützte Systeme können sehr kostspielig sein. Es war deshalb notwendig, Stoßdämpfer vorzusehen, um solche Bewegungen dadurch zu steuern, daß man ein Lastaufnahmeglied zwischen der Rohrleitung oder einem anderen System und einer benachbarten Stützkonstruktion anordnete, wodurch eine Bewegungssteuerung in dem Augenblick möglich ist, in dem eine Belastung .auftritt, die genügend groß ist, um eine abnormale Bewegung zu verursachen. Die möglicherweise schädliche Bewegung wird gedämpft oder angehalten, bevor sie sich entwickelt. Jedoch ist der Dämpfer bei normalen thermischen Bewegungen frei längs seines Arbeitshub.es in jeder Richtung bewegbar.

Früher stellten hydraulische Stoßdämpfer die bevorzugte Lösung des Problems dar, Rohrleitungssysteme und zugehörige Komponenten vor Beschädigungen zu schützen, die aus Erdbeben und anderen Stößen herrührten, während für thermische Bewegungen eine unbeschränkte Bewegung möglich war. Weil hydraulische Stoßdämpfer

durch Strahlung beeinträchtigt werden und auch andere Nachteile haben, wurden rein Mechanische Stoßdämpfer entwickelt.

Die US-PS 3 876 040 zeigt zum Beispiel einen auf Beschleunigung ansprechenden Bewegungsdämpfer, der weit verbreitet ist. Bei dem System nach diesem Patent wird eine hin- und hergehende Bewegung der Stütze in eine Drehbewegung umgewandelt, und diese Bewegung wird verwendet, um eine Trägheitsmasse über eine Schraubenfeder in Drehung zu versetzen, wobei die Schraubenfeder auch als Bremse wirkt, wenn die Trägheit der Masse eine Verzögerungskraft einleitet. Die US-PS 4 103 760 bietet einige Verbesserungen des Systems nach dem früheren Patent, einschließlich eines Paares von Trägheitsmassen, die durch eine Schraubenfeder miteinander verbunden sind. Diese Systeme haben sich als hochempfindlich und zuverlässig erwiesen. Trotzdem hat sich das Erfordernis ergeben, die Wirkungsweise oder Betriebsfähigkeit des Bewegungsdämpfungsmechanismus periodisch zu testen, nachdem eine Stütze in ihrer Arbeitsumgebung in einem Kraftwerk eingebaut ist. Es ist ein kostspieliges und zeitaufwendiges Verfahren, eine Stütze zu entfernen und sie zu einer Teststation zu bringen, da einige der Stützen sehr groß und schwer sind, und viele der Stützen sind an Stellen eingebaut, die nicht leicht zugänglich sind. Es ist daher wünschenswert, daß der Bewegungsdämpfungsmechanismus getestet werden kann, ohne die Stütze auszubauen. Einige Portschritte sind in dieser Richtung erzielt worden, aber es besteht immer noch ein Bedarf für eine Stütze, die ein einfaches Testen an Ort und Stelle gestattet.

Die in den oben genannten Patenten beschriebenen Systeme arbeiten beschleunigungsabhängig, was bedeutet, daß sie einen langsamen Anstieg der Geschwindigkeit zulassen. Ein solcher Geschwindigkeit s.anstieg könnte für eine Stütze schädlich sein, wenn der Geschwindigkeitsanstieg nicht ordnungsgemäß verarbeitet wird, und daher wurden andere Einrichtungen vorgesehen, um dieses Problem zu beseitigen. Es ist somit erwünscht, daß der

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Bewegungsdämpfungsmechanismus die Geschwindigkeit auf ein vorbestimmtes Maximum begrenzt, es aber der Stütze gestattet, sich frei in jeder Richtung über ihren Arbeitshub bei normaler thermischer Bewegung hin- und herzubewegen.

Gemäß der Erfindung wird die hin- und hergehende Bewegung eines Paares von Stützgliedern in eine Drehbewegung eines auf Bewegung ansprechenden Systems umgewandelt, das die hin- und hergehende Bewegung der Stützglieder in gewünschter Weise dämpft. Die Bewegungsumwandlungseinrichtung, beispielsweise eine Mutter mit großer Steigungshöhe ihres Gewindes, ist an dem einen Stützglied angeordnet, während eine Welle oder ein anderes zu verdrehendes Element an dem anderen Stützglied gelagert ist. Die Mutter ist lösbar verbunden, so daß das Stützglied, an dem sie angeordnet ist, in eine Stellung verdreht werden kann, in der ein Schlitz in dem Stützglied es der Mutter gestattet, axial bewegt zu werden, um zu testen, ob der Bewegungsdämpfungsmechanismus frei beweglich ist und richtig funktioniert. Wenn das System getestet ist, kann die Mutter leicht in ihre gegen Drehung verriegelte Stellung in dem sie bei normaler Betriebsart tragenden Stützglied zurückgebracht werden. Auf diese Weise gestattet es die Anordnung, daß die Stütze leicht an Ort und Stelle über ihren ganzen Arbeitsbereich getestet werden kann, was ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bewegungsdämpfungsmechanismus wird eine drehbare Welle verwendet, um eines von zwei Drehmomentübertragungselementen zu verdrehen, die miteinander über eine Schraubenfeder oder eine äquivalente Struktur derart verbunden sind, daß die Feder dasjenige Element antreibt, das nicht direkt von der Welle aus angetrieben wird.

Die Drehmomentübertragungselemente sind auch mit einem Drehmomentübertragungsrohr verbunden, das ein verzahntes Getrieberad verdreht. Ein Hemmungsmechanismus, der mit den Zähnen des Ge-

trieberades zusammenarbeitet, setzt die Drehbewegung des Rades in eine hin- und hergehende oder oszillierende Bewegung eines Ausgleichsrades oder einer Trägheitsmasse um. Wenn eine Relativbewegung der Stützglieder eine vorgegebene Geschwindigkeit überschreitet, übt das Ausgleichsrad eine Verzögerungskraft auf die Feder aus, was eine Bremswirkung verursacht und die Bewegung dämpft. Während langsamer Bewegungen, beispielsweise bei thermischer Expansion oder Kontraktion, bewegen sich jedoch die Komponenten ohne Einleitung einer ausreichenden Verzögerungskraft, die die Feder beeinflussen würde, so daß die Stützglieder in ihrer Bewegung nicht beschränkt sind.

Vorteilhafter Weise haben die Stützglieder rohrförmige Ausbildung, und der Bewegungsdämpfungsmechanismus ist kompakt innerhalb des inneren Rohres angeordnet. Die Komponenten sind alle konzentrisch angeordnet mit Ausnahme des Hemmungsmechanismus , der ein geringes Gewicht aufweist und der auf einer Seite des verzahnten Getrieberades angeordnet ist. Bei dieser kompakten Ausbildung sind die Stützen leichter an Stellen montierbar, die hinsichtlich Raum und Zugänglichkeit beschränkt sind.

Ein anderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß der empfindliche Bewegungsfühlmechanismus vollständig gegenüber der Axialbelastung auf die Stütze isoliert ist und nur die relativ niedrigen Drehkräfte aufnimmt, die durch die Bewegungsumwandlungseinrichtung über eine Schraubenfeder aufgebracht werden. Hierdurch ist es möglich, den Bewegungsfühlmechanismus klein und leicht zu halten in bezug auf die Masse der Stützglieder.

Ein Auoführungsbeicpiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben:

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Stütze zur BeWegungsdämpfung nach der Erfindung, wobei der Einbau bei ■ einer typischen Anwendung veranschaulicht ist;

Fig. 2 ist eine perspektivische, teilweise weggeschnittene Ansicht der Stütze von Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Längsschnitt der Stütze von Fig. 2;

Fig. 4a ist eine vergrößerte Schnittansicht, die die Befestigung eines Endes des äußeren Stützgliedes veranschaulicht;

Fig. 4b ist eine vergrößerte Schnittansicht, die die Verbindung des inneren Rohres mit seiner Tragzunge veranschaulicht;

Fig. 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Endes der in Fig. 3 gezeigten Stütze, wobei Einzelheiten des Bewegungsdämpfungsmechanismus veranschaulicht sind;

Fig. 6 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Bewegungsdämpfungsmechanismus von Fig. 5;

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht des Drehmomentübertragungsrohres des Mechanismus von Fig. 6, wobei im Vergleich zu Fig. 6 das gegenüberliegende Ende des Rohres gezeigt ist;

Fig. 8 ist ein Querschnitt nach der Linie 8-8 von Fig. 5 und veranschaulicht die lösbare Verbindung zwischen dem äußeren Stützglied und der zu verdrehenden Welle;

ist eine Schnittansicht nach der Linie 9-9 von Fig. und zeigt den Hemmungsmechanismus;

Fig. 10 ist eine Schnittansicht nach der Linie 10-10 von Fig. und veranschaulicht die Verbindung zwischen der Antriebswelle und den Drehmomentübertragungselementen;

Fig. 11 ist eine Schnittansicht nach der Linie 11-11 von Fig. und zeigt das Ende eines der Drehmomentübertragungselemente und dessen Beziehung zu einer Schraubenfeder;

Fig. 12 ist eine Schnittansicht entsprechend Fig. 10, wobei aber ein Drehmomentübertragungselement um einen geringen Betrag in einer Richtung verdreht ist;

Fig. 15 ist eine Schnittansicht entsprechend Fig. 11, wobei aber eines der Drehmomentübertragungselemente um einen geringen Betrag in einer Richtung entgegengesetzt zu der Verdrehung, die in Fig. 12 gezeigt ist, verdreht ist;

Fig. 14. ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung, die die Beziehung zwischen den hin- und hergehenden Stützgliedern veranschaulicht;

Fig. 15 ist eine abgeschnittene perspektivische Ansicht der Stützglieder in der Teststellung;

Fig. 16 ist eine perspektivische Ansicht der Stützglieder in der Betriebsstellung, teilweise im Schnitt, und

Fig. 17 ist eine grafische Darstellung, die die Geschwindigkeitskurven der Stützglieder unter verschiedenen Belastungen veranschaulicht.

Die erfindungsgemäße Stütze ist besonders nützlich zur Bewegungsdämpfung bei Rohrleitungen oder anderen Systemen in einem Kraftwerk. Eine solche Stütze 10 ist in Pig. I veranschaulicht. Sie hat eine Zunge 12 an einem Ende, die über einen Stift 14, der sich durch die Zunge erstreckt, und ein Paar von Laschen 16, die an einer Tragkonstruktion 18 angebracht sind, verbunden ist. Die Tragkonstruktion 18 stellt z. B. die Wand eines Kraftwerks dar. Ein Übergangsrohr 20 am anderen Ende der Stütze 10 ist mit einem Ende eines Verlängerungsrohres 24 verbunden. Das andere Ende des Verlängerungsrohres ist in geeigneter Weise über einen Adapter 22 mit einem Klemmband 26 verbunden, das ein Rohr 28 umgibt, welches einen Teil eines Rohrleitungssystems darstellt. Das Rohr 28 ist durch weitere, nicht dargestellte Mittel abgestützt, beispielsweise durch konventionelle Rohraufhänger, da die Stütze 10 nur dazu dient, Bewegungen zu dämpfen. Das Verlängerungsrohr 24 wird verwendet, damit die Stütze die unterschiedlichen Abstände zwischen dem Ende der Stütze und der Rohrklammer 26 überbrücken kann, die bei vielen Montageanordnungen eines Rohrleitungssystems bestehen können.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, weist die Stütze 10 ein äußeres rohrförmiges Glied 32 auf, das so angeschlossen ist, daß es sich mit dem Adapter oder der Zunge 22 am linken Ende der Stütze gemäß Fig. 2 und 3 in axialer Richtung bewegen kann. (Zur Vereinfachung der Zeichnung sind das Übergangsrohr 20 und das Rohr 24 nicht dargestellt). Insbesondere weist die Zunge 22 einen scheibenförmigen Teil 34 auf, der in einen äußeren zylindrischen Teil 32a hineinpaßt, wie es am besten in Fig. 4a ersichtlich ist, und der scheibenförmige Teil 34 liegt an einer Ringschulter 32b an dem Stützglied 32 an, die durch die·axiale Fläche eines sich nach innen erstreckenden ringförmigen Stegs 32c gebildet ist. Ein ^'"hnappring 36 sitst innerhalb einer ringförmigen Nut 32d in dom zylindrischen Endteil 32a des Stützgliedes, wobei sich e\in Wt--ijent Iicher Teil der, Rings radial nach innen von der inneren 0lv:rflache der. Stützteile 32a erstreckt. Auf diese Weise ist ■ ίϊι.¹ ." !ι·"!!".' 3'I ."ixii'il :.".wj..".chen der Schulter 32b. und der axialen

Fläche des Halterings 36 festgehalten. Es besteht ein kleiner Freiraum zwischen der Scheibe 34 und dem Haltering 36 und der Schulter 32b, so daß das äußere Stützglied 32 in bezug auf die Scheibe 3¹T der Zunge 22 verdrehbar ist, aber die Zunge 22 und ihre Scheibe 34 bewegen sich mit dem Stützglied, wenn eine Axialkraft auf die Stütze ausgeübt wird.

Innerhalb des äußeren Stützgliedes 32 ist ein inneres Stützglied 38 gleitend angeordnet, das eine rohrförmige Ausbildung hat. Zusätzlich zu dem sich nach innen erstreckenden ringförmigen Steg 32c hat das äußere Stützglied einen ähnlichen sich nach innen erstreckenden ringförmigen Steg 32e am rechten Ende der Stütze 32 und einen ähnliehen Steg 32f im axial mittleren Bereich des Stützgliedes 32. Diese drei Stege bilden Lagerflächen für die äußere zylindrische Oberfläche des Stützgliedes 38, um eine Bewegung der Stützglieder in bezug aufeinander zu erleichtern.

Eine einstückig mit der rechten Zunge "12 ausgebildete oder an dieser befestigte Scheibe ¹IO paßt innerhalb die zylindrische Oberfläche 38c des inneren Stützgliedes. 38 und ist in axialer Richtung darin festgehalten durch einen Schnappring 42, der in eine Ringnut 38a paßt, die innerhalb der inneren Oberfläche des inneren Stützgliedes 38 ausgebildet ist und mit einer geringen Entfernung von dem rechten Ende gemäß Fig. 4b angeordnet ist. Axial benachbart zu der Scheibe 40 angeordnet ist eine verhältnismäßig dicke zylindrische Hülse 44, die in Fig. 3 und 5 zu sehen ist, und die an ihrem axial anderen Ende an einer ringförmigen Schulter 38b anliegt, die an dem Übergang der zylindrischen Endfläche 38c in eine benachbarte zylindrische Oberfläche 38d von geringfügig kleinerem Durchmesser ausgebildet ist. Die axiale Länge der zylindrischen Hülse 44 und der Scheibe 40 ist geringfügig größer als der axiale Abstand zwischen der Schulter 38b und der Ringnut 38a, so daß der Haltering 42 in die Ringnut 38a eingekeilt ist, so daß die Scheibe 40, die Hülse 44 und das innere Stützglied 38 im wesentlichen in axialer Richtung und in

Drehrichtunp, fest miteinander verbunden sind. Um dies zu erreichen, ist aus Pig. ¹Ib ersichtlich, daß der äußere Teil des Halterings 42 eine abgeschrägte axiale Fläche 42a hat, die nach dem rechten Ende des Stützgliedes 38 weist und die an einer axialen Fläche der Ringnut 38a angreift, die in ähnlicher Weise geneigt oder abgeschrägt ist. Obwohl also der Haltering 42 in die Ringnut 38a hineinpaßt, ist die axiale Dicke der Hülse 44 und der Scheibe 40 derart, daß die abgeschrägten Oberflächen des Halterings und der ringförmigen Nut sich gegeneinander verkeilen, während die andere axiale Fläche des Halterings einen geringen Abstand von der benachbarten axialen Oberfläche der Nut 38a aufweist, und die radial äußere Kante des Halterings 42 ist mit geringem Abstand von- der radial äußeren Oberfläche der Nut 38a angeordnet. Diese Anordnung bewirkt, daß die zusammengehörigen Elemente in bezug aufeinander fixiert sind und daß sie gleichzeitig einige der Toleranzabweichungen der Elemente aufnehmen.

Die Stützglieder 32 und 38 sind so ausgelegt, daß sie in bezug aufeinander sich hin- und herbewegen können. Zur Steuerung dieser hin- und hergehenden Bewegung ist es erwünscht, daß die Bewegung in eine drehend wirkende Kraft umgesetzt wird, um einen auf Bewegung ansprechenden Dämpfungsmechanismus zu betätigen. Zu diesem Zweck ist ein die Bewegung umwandelnder Mechanismus 50 vorgesehen, der in den Fig. 2, 3, 5 und 8 veranschaulicht ist. Dieser Mechanismus weist ein Kreuzstück 52 auf, das sich quer zu den Stützgliedern 32 und 38 erstreckt und innerhalb einer ringförmigen Ausnehmung 32g angeordnet ist, die in der inneren Oberfläche des äußeren Stützgliedes 32 ausgebildet ist. Das Kreuzstück 32 hat flache axiale Oberflächen, die an den ringförmigen axialen Oberflächen der Ausnehmung 32g angreifen, um sich axial mit dem äußeren Stützglied 32 zu bewegen, wenn sich das Kreuzstück in der in den Fig. 2, 3 und 5 gezeigten Stellung befindet. Unter Bezugnahme auf Fig. 5 ist zu sehen, daß das Kreuzstück 52 eine sich radial erstreckende rohrförmige Ausbildung mit einem niederdrückbaren Haltestift 54 aufweist,

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der in jedem Ende des Kreuzstücks angeordnet ist. Diese Haltestifte erstrecken sich nach oben oder außen über das Ende des Kreuzstücks hinaus und passen in zugehörige Löcher 55, die in dem äußeren Stützglied 32 ausgebildet sind, um das Kreuzstück in dem äußeren Stützglied gegen Drehung zu verriegeln.

Wie Fig. 5 weiter zeigt, weist der Haltestift 5,4 einen radial äußeren Abschnitt 54a auf, der einen solchen Durchmesser hat, daß er gleitend in-das Kreuzstück 52 hineinpaßt, und ferner hat der Haltestift 54 einen mittleren Abschnitt 54b von kleinerem Durchmesser und einen inneren Abschnitt 54c, dessen Durchmesser noch kleiner ist als derjenige des Abschnitts 54b. Der mittlere Abschnitt 54b und der größte Teil des kleineren Abschnitts 54c sind durch eine Druckfeder 56 umgeben, die zwischen der inneren Schulter, die durch den äußeren Stiftabschnitt 54a gebildet ist, und einer Haltescheibe 58 eingespannt ist, die den inneren Stiftabschnitt 5^c lose umgibt und die an einem Schnappring 60 anliegt, der in eine nicht gezeigte ringförmige Nut einschnappt, die an der Außenseite des Stiftabschnitts 54c gebildet und mit einem geringen Abstand von dem inneren Ende des Stifts angeordnet ist. Die Feder 56 wird somit zusammengedrückt auf dem Stift 54 gehalten. Die Scheibe 58, die manchmal auch als Sternscheibe bezeichnet wird, ist mit einer Vielzahl von sich radial erstrekkenden Fingern (nicht dargestellt) ausgebildet, wobei der äußere Durchmesser der Finger geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des rohrförmigen Inneren des Kreuzstücks 52. Die Scheibe 58 ist aus Metall hergestellt, aber sie ist geringfügig verformbar, so daß die Scheibe zusammen mit dem Stift 54 und den ihn umgebenden Komponenten von dem äußeren Ende des Kreuzstückes her in dessen Inneres eingesetzt werden kann. Die Haltefinger an der Scheibe 58 bewirken, daß die Scheibe festgehalten wird, indem sie an der Innenseite des Kreuzstücks angreifen, so daß der Stift nicht in einer Richtung radial nach außen herausgezogen werden kann. Der Stift wird somit nach innen gedrückt, bis seine äußere Oberfläche mit dem äußeren Ende des Kreuzstückes bündig ist. Während dieses Vorganges ist die Feder 56 zusammengedrückt, so

daß der Schnappring 60 mit geringem Abstand innerhalb der Haltescheibe 58 angeordnet ist, und die Feder 56 drückt den Stift 54 nach außen oder oben. Wenn somit der Stift losgelassen wird, wenn sieh die Scheibe in der in Fig. 5 gezeigten Stellung befindet, schnappt der Stift nach außen in das Loch 55 in dem äußeren Stützglied 32 in die in Fig. 5 gezeigte Stellung. Der Schnappring 60, der sich an die Sternscheibe 58 anlegt, begrenzt die Auswärtsbewegung des Stifts.

Wie die Fig. 2, 5, 8 und 16 zeigen, weist das Kreuzstück 52 einen vergrößerten Nabenabschnitt 52a auf, der ein zentrales Loch 52b hat, das axial mit der Achse der Stützglieder 32 und 38 ausgerichtet ist. Innerhalb des Lochs 52b ist ein rohrförmiger Teil 64a einer Mutter 64 angeordnet, die einen sich nach außen erstreckenden dicken Flansch 64b hat, der an einer axialen Fläche der Kreuzstücknabe 52a anliegt. Eine Vielzahl von Bolzen 66 erstreckt sich durch den Flansch 64b und ist in die Nabe 52a eingeschraubt, so daß das Kreuzstück und die Mutter eine einheitliche Konstruktion bilden. Wenn die Mutter 64 von dem Kreuzstück 52 entfernt wird, kann der Haltestift 54 aus dem Kreuzstück entfernt werden, indem er radial nach innen gedrückt wird, bis die Haltescheibe 58 in das zentrale Loch 52b des Kreuzstücks hineingedrückt wird. Die Haltescheibe 58 kann dann herausgenommen werden.

Das Innere der Mutter 64 ist mit einem Gewinde großer Steigungshöhe ausgebildet, das ein eingeschraubtes drehbares Glied oder eine Welle 68 aufnimmt, die ein entsprechendes Gewinde mit grosser Steigungshöhe hat. Wie Fig. 3 zeigt, ist eine Lagermutter 70 auf das linke Ende 68a der Welle 68 aufgeschraubt und arbeitet mit einem umgebenden Lagergehäuse 72 zusammen, das innerhalb des zylindrischen Teils 38e an dem axial äußeren Ende des inneren Stützglieds 38 angeordnet ist. Der äußere Umfang der inneren Axialfläche des Gehäuses 72 liegt an einer inneren ringförmigen Schulter benachbart dem zylindrischen Teil 38e an. Ein sich nach außen erstreckender Flanschteil der Lagermutter

paßt in eine zentrale Ausnehmung in der äußeren axialen Fläche des Lagergehäuses 72 hinein, um in Verbindung mit dem Gehäuse einen Satz von Rollenlagern oder Lagerrollen 74 aufzunehmen.

Wie Fig. 5 zeigt, ist die Welle 68 ferner drehbar gelagert durch eine ähnliche Lageranordnung, die der Mutter 64 benachbart ist. Insbesondere ist die Welle auf Rollenlagern oder Lagerrollen 76 drehbar gelagert, die zwischen einem Lagergehäuse 78 und einer Lagermutter 8O angeordnet sind, die auf den mit Gewinde versehenen Abschnitt 68d der Welle 68 aufgeschraubt ist. Das Lagergehäuse 78 ist innerhalb des zylindrischen Teils 38d des inneren Gehäusegliedes 38 angeordnet, wobei der äußere Umfangsteil der Axialfläche des Gehäuses 78, der der Mutter 64 zugekehrt ist, an einer axial weisenden Schulter anliegt, die an dem übergang des zylindrischen Abschnitts 38d in einen zylindrischen Abschnitt 38Γ kleineren Durchmessers ausgebildet ist.

Das rechte Ende der Welle 68 ist ferner zentriert und drehbar gelagert innerhalb einer Reibungslagermuffe 4Oa, die in der Axialfläche der Scheibe 40 .ausgebildet ist, die mit der Zunge 12 verbunden ist. Das Lager 4Oa nimmt keine wesentliche Last auf, sondern dient nur dazu, das Ende der Welle zu zentrieren.

Da die Welle 68 drehbar gelagert ist, verdreht eine hin- und hergehende Bewegung der Stützglieder 32 und 38 die Welle 68 mittels des Gewindes mit großer Steigungshöhe auf der Mutter 64 und auf der Welle 68. Es ist zu beachten, daß das innere Stützglied 38 mit einem Paar von sich axial erstreckenden Schlitzen 82 und 83 versehen ist, durch die sich das Kreuzstück 52 hindurch erstreckt, wie aus den Fig. 2, 8 und 16 ersichtlich. Die Stütze ist in Fig. 3 in ihrer vollständig zusammengeschobenen Stellung gezeigt, so daß das Kreuzstück 52 an dem Ende des Schlitzes in dem inneren Stützglied 38 angreift. Wenn die Stütze ausgezogen oder verlängert wird, bewegt sich das Kreuzstück 52 von diesem Ende des Schlitzes in dem inneren Stützglied weg.

Wie Pig. 3 zeigt, wird die Drehung der Welle 68 ausgenutzt, um einen drehmomentübertragenden Bremsmechanismus 84 anzutreiben, der seinerseits eine Trägheitsmasse oder ein Ausgleichsrad 86 über einen Hemmungsmechanismus 88 antreibt.

Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, weist der Mechanismus 84 einen rohrförmigen Treiber 90 auf, der eine innere Bohrung 90a mit sechseckigem Querschnitt aufweist. Die äußere Oberfläche des Treibers 90 ist zylindrisch mit Ausnahme eines mittleren, quer angeordneten Treibervorsprungs 90b, der sich diametral zu dem Treiber 90 und über die benachbarten zylindrischen Oberflächen des Treibers hinaus erstreckt. Bei Betrachtung in radialer Richtung hat der Treibervorsprung einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt.

Der Drehmomentübertragungsmechanismus v/eist ferner ein Paar von Übertragungsgliedern 92 und 9^ auf, die mit einer Schraubenfeder 96 zusammenarbeiten, und zusätzlich ein Drehmomentübertragungsrohr 98, das den Treiber 90 umgibt und innerhalb der Feder 96 angeordnet ist. Das Dr.ehmomentübertragungsglied 92 weist einen rohrförmigen mittleren Abschnitt 92a auf, der ein Paar von sich axial erstreckenden Lappen 92b und 92c aufweist, die diametral mit Abstand einander gegenüber angeordnet sind. Der Innendurchmesser des rohrförmigen Teils 92a ist in seiner Größe so bemessen, daß er dicht, aber drehbar um ein Ende des Treibers 90 herumpaßt, wobei die Enden des quer angeordneten Treibervorsprungs 90b in dem Raum zwischen den Drehmomentübertragungslappen 92b und 92c angeordnet sind. Das Drehmomentübertragungsglied 92 weist ferner einen allgemein flachen Scheibenteil· 92d auf, der an dem anderen Ende des rohrförmigen Teils 92a befestigt ist. Ein Abschnitt des Scheibenteils 92d ist axial versetzt, um eine Schulter 92e zu bilden. Diametral gegenüber der Schulter 92e ist eine Rampe 92f angeordnet, die sich von der benachbarten Oberfläche der Scheibe weg über etwa die Hälfte des Abstandes der Schulter 92e erstreckt. In der Oberfläche des Scheibenteils 92d, die dem anderen Drehmoment-

Übertragungsglied 9^ zugekehrt ist, ist eine ringförmige Nut 92g ausgebildet sowie ein Paar von diametral einander gegenüberliegenden bogenförmig sich erstreckenden Schlitzen 92h und 92i, die sich axial vollständig durch den Scheibenteil 92d hindurch erstrecken.

Das Drehmomentübertragungsglied 94 ist identisch mit dem Element 92, aber es. ist in entgegengesetzter Richtung montiert, so daß sich sein rohrförmiger Teil 94a auf das Element 92 zu erstreckt und über das andere Ende des Treibers- 90 paßt, wobei seine Lappen 94b und 94c zwischen die Lappen 92b und 92c und die sich quer erstreckenden Treibervorsprünge 90d passen. Dies kann leicht in Pig. IO gesehen werden.

Die Schraubenfeder 96 paßt lose in die zylindrische Oberfläche 38d des inneren Stützglieds 38 hinein und erstreckt sich zwischen den Scheibenteilen der beiden Drehmomentübertragungselemente 92 und 94. Ein Ende 96a der Feder greift an der Schulter 92e des Drehmomentübertragungselements 92 an, während das andere Ende 96b der Feder an der entsprechenden Schulter 94e des Übertragungselements 94 angreift.

Ein Ende des zylindrischen Drehmomentrohres 98 paßt in die Nut 92g des Drehmomentübertragungselements 92 hinein, während das andere Ende des Rohres 98 in die entsprechende ringförmige Nut 94g hineinpaßt (Fig. 5). Das zuletzt genannte Ende des Rohres 98 weist ein Paar von sich axial erstreckenden Lappen 98a und 98b auf, die sich in die Schlitze 94h und 94i in der Scheibe 94d des Übertragungselements 94 hineinerstrecken. In ähnlicher Weise hat das andere Ende des Rohres 98 ein Paar von bogenförmigen und sich axial erstreckenden Lappen 98c und 98d, die am besten in Fig. 7 zu sehen sind, die in die gekrümmten Schlitze 92h und 92i in dem Drehmomentübertragungselement 92 hineinpassen.

Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist die axiale Länge des Drehmomentrohres 98 zusammen mit den Scheibendicken an den

Scheibennuten 92g und 94g etwa gleich der axialen Länge des Treibers 94. Auf diese Weise sind die äußeren Enden der Scheibenteile 92d und 94d, die durch das Rohr 98 auf Abstand gehalten werden, etwa bündig mit den Enden des Treibers 90. Eine Mutter 100 ist auf einen mit Gewinde versehenen Teil 68c der Welle 68 aufgeschraubt und liegt an dem Ende des Treibers 90 an und hält diesen gegen die Lagermutter 80. Ein Verriegelungselement 101 verhindert, daß sich die Mutter 100 losschraubt.

Der Hemmungsmechanismus 88, der der äußeren.axialen Oberfläche des Drehmomentübertragungsglieds 94 benachbart angeordnet ist, weist eine Getriebescheibe 102 und ein benachbartes Getriebeoder Hemmungsrad 104 auf, das eine Vielzahl von sich nach außen erstreckenden Zähnen 104a aufweist. Das Getrieberad 104 weist ein Paar von diametral mit Abstand angeordneten Löchern 104b auf, die mit ähnlichen Löchern 102a in der Scheibe 102 ausgerichtet sind. Die Löcher nehmen Antriebszapfen 98d an dem Drehmomentrohr 98 auf, die sich axial von den Treiberlappen 98a und 98d erstrecken. Das Hemmungsrad 104 hat ferner eine zentrale öffnung 106, wie auch die Scheibe 102, um zu ermöglichen, daß diese Elemente drehbar auf der äußeren zylindrischen Oberfläche auf einem Ende der Mutter 100 angeordnet werden können, wie es aus Fig. 5 zu ersehen ist. Es ist zu bemerken, daß die äußere Oberfläche des Mutterteils, auf dem die Scheibe und das Rad montiert sind, einen kleineren Durchmesser hat als ein benachbarter Abschnitt, so daß diese Elemente zwischen der Drehmomentübertragungsscheibe 94d und der Schulter gehalten sind, die an der Mutter zwischen den beiden unterschiedlichen Durchmessern gebildet ist.

Das Hemmmungshebelwerk 108 weist ein Paar von Armen 110 auf, die etwa die Gestalt eines U-förmigen Kanals haben und an einem Ende ein Paar von mit Abstand angeordneten Fingern HOa haben, die einen Flansch 44a an der zylindrischen Hülse 44 übergreifen, die innerhalb des inneren Stützgliedes 38 angeordnet ist. Ein Stift Il4 erstreckt sich durch Löcher in den

Fingern und ebenso durch ein Loch durch den Plansch 44a, so daß das Hebelwerk gelenkig an dem Plansch 44a verankert ist. Die Stifte 11*1 sind eng innerhalb der Pinger 110a angeordnet, aber sie sind ferner gehalten oder eingespannt zwischen der Scheibe 102 und der benachbarten Endoberfläche des Ausgleichsrades 86.

An den anderen Enden der Arme 110 sind Stifte 116 getragen, die drehbar oder gelenkig ein Paar von mit Abstand angeordneten Gelenkhebeln 118 und 120 abstützen, die sich quer zu der Stütze erstrecken. Diese Gelenkhebel sind miteinander an ihren Enden durch ein Paar von Stiften 122a und 122b verbunden. Diese Stifte passen recht eng in die Löcher der Gelenkhebel 118, aber sie erstrecken sich über die Gelenkhebel hinaus und sie sind zwischen der Scheibe 102 und der benachbarten Oberfläche des Ausgleichsrades 86 aufgenommen. Wie Fig. 9 zeigt, kollidieren diese Stifte nicht mit dem Flansch 44a, da der Flansch in zwei Teile unterteilt ist, so daß Freiräume zwischen diesen Teilen geschaffen sind. Es ist auch ersichtlich, daß der Abstand zwischen den Stiften 122a und 122b in bezug auf die Anordnung oder Stellung der Gelenkhebel 118, die durch ihre Stützarme 110 bestimmt ist, derart ist, daß die Stifte 122a und 122b in die Zähne an dem Umfang des Hemmungsrades 104 eingreifen. Insbesondere ist der Abstand und die Anordnung so getroffen, daß ein Stift 122a an der Spitze eines Zahnes angreift, während der andere Stift 122b in der Vertiefung zwischen zwei Zähnen auf der gegenüberliegenden Seite angreift. Demgemäß folgen die Stifte den Kanten der Zähne.

Unter Bezugnahme auf Fig. 9 und Fig. 6 ist zu sehen, daß der Gelenkhebel 120 eine zentral angeordnete Kerbe 120a hat, die über einen Stift 130 paßt, der sich axial von der Oberfläche des Ausgleichsrades 86 her erstreckt. Dieser Stift ist exzentrisch angeordnet, so daß, wenn die Gelenkhebel 118 und 120 in der Ansicht gemäß Fig. 9 sich quer hin- und herbewegen, das Ausgleichsrad sich drehend um den Spindelteil 68d der Welle 68 hin- und herbewegt. Ein Abstandsglied 132 ist zwischen dem

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Ausgleicharad 86 und der Scheibe ^O angeordnet.

Wirkungsweise des Dämpfungsmechanismus

Es sei angenommen, daß die Stütze 10 ähnlich der in Fig. 1 gezeigten Art montiert ist und daß die Stützglieder 32 und 38 in der vollständig zusammengeschobenen Stellung sind, wie in Fig. 1 und Fig. 3 gezeigt. Es sei ferner angenommen, daß eine Zugbeanspruchung auf die Zungen 12 und 22 der Stütze ausgeübt wird. Dies bewirkt, daß sich das Stützglied 32 mit der Zunge von dem Stützglied 38 wegbewegt, das mit der Zunge 12 verbunden ist. Die Bewegung des Stützgliedes 32 veranlaßt das Kreuzstück 52, sich mit zu bewegen, da das Kreuzstück 52 innerhalb der ringförmigen Ausnehmung 32g in dem Stützglied 32 aufgenommen ist, wie Fig. 5 zeigt. Während das Stützglied 32 einen Arbeitshub weg von dem Stützglied 38 ausübt, wird die Zugbelastung über die Mutter 6H, die an dem Kreuzstück 52 befestigt ist, auf die Welle 68 übertragen. Die Welle ihrerseits überträgt die Axialbelastung durch die Lagermutter 8O, die Rollenlager und das Lagergehäuse 78 auf das Stützglied 38. Da die Mutter und die Welle 68 ein Gewinde großer Steigungshöhe haben, wird ein Teil der Axialbelastung in eine Drehung der Welle 68 umgesetzt.

Die Drehung der Welle 68 verdreht den Treiber 90 aufgrund des sechseckigen Querschnitts des Schaftteils 68e, der sich durch den Treiber 90 hindurcherstreckt, wie Fig. 10 zeigt. Wenn angenommen wird, daß sich die Welle und der Treiber entgegen dem Uhrzeigersinn gemäß Fig. 10 drehen, liegen die Treibervorsprünge 90b gegen die Lappen 92b und 92c an dem Drehmomentübertragungselement 92 an und treiben dieses an. Das Drehmomentübertragungselement' 92 verdreht seinerseits die Feder 96 wegen der Schulter 92e an der Drehmomentübertragungsscheibe 92d, die das Ende 96a der Feder mitnimmt. Hierdurch wird andererseits das

andere Ende 96b der Feder veranlaßt, das andere Drehmomentübertragungselement 94 anzutreiben, indem die Schulter 94e an der Scheibe 94d mitgenommen wird, was in Pig. Il ersichtlich ist. Bei geringer Geschwindigkeit werden somit die Lappen 94b veranlaßt, unmittelbar hinter den Vorsprüngen .9Ob des Treibers zu folgen, wie es Fig. 10 zeigt. Mit anderen Worten, immer noch unter Bezugnahme auf Fig. 10, treibt der Treiber 90 das Drehmomentübertragungselement 92 in einer Richtung, und dieses Drehmomentübertragungselement treibt seinerseits das andere Drehmomentübertragungselement über die Feder 96 an. Bei Bewegung der Welle 68 in der entgegengesetzten Richtung erhält man die umgekehrte Wirkungsweise.

Es sei nun die Bewegung des Drehmomentrohres 98 betrachtet. Das Rohr wird angetrieben durch das Drehmomentübertragungselement 92 oder 9^, das durch die Feder 96 angetrieben wird, statt durch das Drehmomentübertragungselement, das die Feder antreibt. Wieder unter Bezugnahme auf Fig. 10 und unter der Annahme, daß das Drehmomentübertragungselement 92 entgegen dem Uhrzeigersinn über die Welle 68 und den Treiber 90 angetrieben wird, kann somit gesehen werden, daß die gekrümmten Lappen 98c und 98d an dem Drehmomentübertragungsrohr, die sich in die Schlitze 92h und 92i erstrecken, eine kürzere gekrümmte Länge haben als die Schlitze, und die Lappen sind an den Enden der Schlitze angeordnet, die von den Lappen wegbewegt werden, wenn das Drehmomentübertragungselement in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt wird. Unter Bezugnahme auf Fig. 11 ist jedoch zu erkennen, daß die Lappen 98a und 98b an dem anderen Ende des Drehmomentübertragungsrohres an den entgegengesetzten Enden der Schlitze 94h und 94i angeordnet sind und daß, wenn das Drehmomentübertragungselement 9*J in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn durch die Feder 96 angetrieben wird, das Drehmomentübertragungsrohr 98 auch entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben wird, und zwar weil die Kanten der Schlitze 94h und 94i die Lappen 98a und 98b mitnehmen. Es ist zu bemerken, daß in der umgekehrten Situation, bei der das Drehmomentübertragungselement 9^ das treibende Element und das Drehmomentübertragungselement 92

das getriebene Element ist, das Drehmomentübertragungsrohr durch das angetriebene Element 92 verdreht werden würde. Durch Vergleich der Figuren 10 und 11 ist festzustellen, daß die Drehmomentübertragungselemente 92 und 94 in ihrer Winkelstellung durch die Treibervorsprünge 90b und die Schraubenfeder 96 bestimmt sind. Die Anordnung ist derart, daß, wenn sich die Komponenten in Ruhe befinden, die gekrümmten Schlitze 92h und 92i des Elements 92 axial ausgerichtet sind mit den Schlitzen 94h und 94i des Elements 94. Die Lappen 98d und 98c an dem Drehmomentübertragungsrohr 98 sind jedoch winkelmäßig versetzt mit Bezug auf die Lappen 98a und 98b am anderen Ende des Drehmomentrohres. Der Betrag des Versatzes ist so gewählt, daß die Lappen an einem Ende des Drehmomentrohres an einem Ende der Schlitze an einem Element angreifen, während die Lappen an dem anderen Ende des Drehmomentrohres an den anderen Enden der Schlitze an dem anderen Element angreifen. In der dargestellten Anordnung beträgt dieser Versatz etwa 45. .

Wie aus den Fig. 6, 9 und 11 erkennbar ist, veranlaßt eine Verdrehung des Drehmomentrohres 98 dessen Zapen 98e, die sich durch die Löcher 104b des Hemmungsgetrieberades 104 erstrecken, dieses-Getrieberad entsprechend zu verdrehen. Unter Bezugnahme auf Fig. 9 veranlaßt eine Verdrehung des Getrieberades 104 dessen Zähne, sich an den Stiften 122a und 122b vorbeizubewegen. Wie oben erläutert, werden hierdurch die Gelenkhebel 118 und 120 des Hemmungsmechanismus' veranlaßt, sich in Querrichtung hin- und herzubewegen oder, bei Betrachtung der Fig. 9₃ sich von einer Seite zur and.eren zu bewegen. Diese Bewegung ist aufgrund der Gelenkverbindung zwischen den Gelenkhebeln II8 und 120 und den Armen 110 ermöglicht.

Die Bewegung des Gelenkhebels 120 bewegt den exzentrischen

Stift 130 über einen kurzen Bogen hin und her, wodurch das Ausgleichsrad 86 veranlaßt wird, sich über diesen Bogen hin- und herzubewegen. Das Ausgleichsrad hat eine beträchtliche Trägheit, die eine Verzögerung oder ein Zurückbleiben der Bewegung des

Hemmungsmechanismus' bewirkt, die ihrerseits durch das Getrieberad 104 zurück und das Drehmomentrohr 98 auf eines der Drehmomentübertragungselemente 92 und 94 und von dort auf die Feder 96 übertragen wird. Während einer langsamen Bewegung der Stützglieder, so wie sie bei normaler thermischer Expansion und Kontraktion der Komponenten auftritt, ist die Trägheit derart, daß keine Bremswirkung erzeugt wird. Bei schnellen Bewegungen jedoch, wie sie bei seismischen Ereignissen auftreten, oder bei einer plötzlichen Bewegung eines vorübergehend festgeklemmten Rohres, verursacht die durch das Ausgleichsrad aufgebrachte Verzögerungskraft an der Feder 96 eine Kraft im Sinne des Loswickeins, wodurch der äußere Durchmesser der Feder veranlaßt wird, sich aufzuweiten und sich an die umgebende Oberfläche 38d des Stützglieds 38 anzulegen. Dies verursacht eine Bremswirkung auf die Bewegung der Stütze, um schnell die Geschwindigkeit der Bewegung zu dämpfen. Wenn die Verzögerungskraft aufhört oder sich verlaufen hat, kehrt die Feder in ihre unbelastete Stellung zurück, so daß die Bremswirkung nur vorübergehend auftritt und aufhört, sobald die Geschwindigkeit unter einen vorbestimmten Wert gefallen ist.

Diese Wirkungsweise kann durch Betrachtung der Querschnitte gemäß den Fig. 10 bis 13 noch besser verstanden werden. Wie oben erklärt, wickelt sich bei einer langsamen Bewegung die Schraubenfeder nicht auf, und die Komponenten behalten die in den Fig. 10 und 11 gezeigte Relativstellung. Wenn jedoch eine plötzliche Bewegung auftritt, angenommen im Gegenuhrzeigersinn der Welle 68, ergreift der Treiber 90 die Lappen 92b und 92c des Drehmomentübertragungselements 92 und bewegt dieses entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn, wie in Fig. 12 veranschaulicht. Hierdurch wird das Federende 96a, wie dargestellt, im Gegenuhrzeigersinn bewegt. Die Feder versucht durch ihr anderes Ende 96d, auch das Drehmomentübertragungselement 9^ entgegen dem Uhrzeigersinn anzutreiben, wie oben in Verbindung mit Fig. 10 und 11 beschrieben, jedoch kann sich das DrehmomentÜbertragungsrohr 98 anfänglich nicht bewegen, und zwar wegen der Trägheit des Ausgleichs-

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rades, die auf das Drehmomentrohr über den Hemmungsmechanismus mit seinem Hebelwerk und dem Getrieberad übertragen wird.

Da das Drehmomentrohr sich nicht aus der in Fig. 10 und 11 gezeigten Stellung herausbewegen kann, ist das Drehmomentübertragungselement 9^ an einer Verdrehung gehindert als Ergebnis dessen, daß die Lappen 98a und 98b am Ende der Schlitze 94h und 94i angreifen, wie in Fig. 11 gezeigt. Infolgedessen bleibt das eine Ende 96b der Feder, das in strichpunktierten Linien in Fig. 12 dargestellt ist, (weil es eigentlich in Fig. 12 nicht erscheint) stationär, während das andere Ende 96a sich wie gezeigt bewegt. Dies ergibt die Aufwickelwirkung oder Loswickelwirkung in der Feder, auf die oben Bezug genommen wurde, wodurch sich eine vorübergehende Bremswirkung ergibt.

Durch Vergleich der Fig. 10 und 12 sollte klar sein, daß ein gekrümmter Spalt zwischen dem Lappen 92b des einen Drehmomentübertragungselements und dem Lappen 94b des anderen Drehmomentübertragungselements besteht, wenn sich diese Elemente in Ruhe befinden oder gemeinsam miteinander bewegen. In ähnlicher Weise besteht ein Spalt zwischen den Lappen 92c und 94b. Diese Spalte gestatten es den Lappen 92b und 92c eines der Elemente, sich in einer Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn zu bewegen, wie es in Fig. 12 veranschaulicht ist, ohne mit den stationären Lappen 94c und 94b des anderen Elements in Konflikt zu geraten. Anders ausgedrückt, aus Fig. 12 ist ersichtlich, daß die Treibervorsprünge 90b des Treibers 90 treibend wirken und in Eingriff mit den Lappen 92b und 92c des Elements 92 stehen, während diese Treibervorsprünge 90a und 90b sich von den Lappen 94a und 94b des anderen Drehmomentübertragungselements wegbewegen oder wegbewegt haben.

Fig. 13 veranschaulicht die Situation entgegengesetzt zu derjenigen gernäß Fig. 12, wenn nämlich die Welle 68 eine plötzliche Bewegung im Uhrzeigersinn auf den Treiber 90 ausübt, der das Drehmomentübertragungselement 94 im Uhrzeigersinn antreibt,

aber das Element 92 ist vorübergehend an einer Bewegung gehindert, weil das Drehmomentrohr 98 vorübergehend aufgrund der Trägheit des Ausgleichsrades ortsfest gehalten wird. Das heißt, wenn die Lappen 98c und 98d des Drehmomentrohres die Stellung gemäß Fig. 10 aufweisen, ist das Drehmomentübertragungselement 92 daran gehindert, sich im Uhrzeigersinn zu bewegen. Somit bleibt.das Federende 96a ortsfest, wie in Fig. 13 veranschaulicht, was zu einem Aufwickeln oder Loswickeln der Feder und zu einer entsprechenden Bremswirkung führt.

Es ist somit ersichtlich, daß die beschriebene Anordnung die schnelle Bewegung der Stützglieder in jeder von zwei entgegengesetzten Richtungen dämpft, aber dennoch eine langsame oder allmähliche Bewegung gestattet und nicht blockiert, wenn eine Kraft eingeleitet wird, die eine bedeutsame Bewegung in einer Richtung erzeugt. Der Hemmungsmechanismus mit dem Ausgleichsrad ist recht feinfühlig und zuverlässig, und die Feder schafft einen großen mechanischen Vorteil, wobei die kleine Verzögerungsbelastung oder -kraft, die durch das Ausgleichsrad ausgeübt wird, eine wesentliche Bremswirkung auf die Stützglieder ausübt. Der Hemmungsmechanismus ist gegenüber den Primärbelastungen der Stützglieder isoliert, was die Verwendung relativ empflindlicher, jedoch zuverlässiger Komponenten wie derjenigen des Hemmungsmechanismus gestattet.

Der Bremsmechanismus ist im wesentlichen geschwindigkeitsabhängig oder -empfindlich, was bedeutet, daß eine Bremswirkung bei einer bestimmten Geschwindigkeit auftritt. Hieraus könnte man annehmen, daß die Bremskraft mit der Geschwindigkeit allmählich zunehmen würde, aber die Kombination der Schraubenfeder und des Hemmungsmechanismus' schafft schnell eine ausreichende Bremswirkung, um eine Geschwindigkeit jenseits eines ziemlich genauen Punktes unabhängig von der Belastung zu verhindern. Dies ist vorteilhaft zum Einhalten von Sicherheitsanforderungen in Kernkraftwerken. Fig. 17 veranschaulicht dies und zeigt, daß die maximale von den Stützenkomponenten erreichte Geschwindig-

keit bei verschiedenen Belastungen jeweils etwa die gleiche ist. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die vertikale Achse stellt die Auslenkung dar, die Gestalt der Testlinien veranschaulicht die Relativgeschwindigkeit der Stützglieder. Die Testergebnisse zeigen die Stütze unter Zugbelastung in einer Richtung und unter Druckbelastung in der anderen Richtung. Wie über einen weiten Bereich unterschiedlicher aufgebrachter Belastungen erkennbar ist, wird die Bewegung schnell gedämpft, so daß die Geschwindigkeit nicht etwa 2,5 mm (0,1 Zoll) pro Sekunde übersteigt, aber alle Kurven nähern sich dieser Geschwindigkeit. Natürlich kann die gewünschte Geschwindigkeitsgrenze leicht eingestellt werden, indem man das Gewicht des Ausgleichsrades variiert oder indem man die Ausbildung der Feder oder des Hemmungsmechanismus variiert.

Vom Standpunkt der Zuverlässigkeit aus ist zu bemerken, daß die auf die Welle 68 aufgebrachte ■ Axialbelastung immer eine Zugbelastung statt einer Druckbelastung auf die Welle ist. Dies ist vorteilhaft, um ein seitliches Ausbiegen der Welle mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser zu verhindern. Wenn somit eine Zugbelastung auf die Stütze aufgebracht wird, wird eine Zugbelastung auf die Welle 68 zwischen der Mutter 64 und dem Lagergehäuse 78 aufgebracht, das durch das Stützglied 38 getragen ist. Wenn eine Druckbelastung auf die Stützglieder aufgebracht wird, wird eine Zugbelastung auf die Welle 68 zwischen der Mutter 64 und dem Lagergehäuse 72 aufgebracht, das durch das Stützglied 38 getragen ist.

Testen des Dämpfungsmechanismus im Einbauzustand

Ein anderes wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Dämpfungsmechanismus getestet werden kann, während er mit den mit ihm im Betrieb zusammenwirkenden Komponenten verbunden ist, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Um den Mechanismus zu testen, ist es nur notwendig, dass die Mutter 64 axial längs der Welle 68 bewegbar ist, um die Welle zur Drehung zu veran-

lassen, und festzustellen, ob bei der gewünschten Geschwindigkeit eine Bremswirkung auftritt. Normalerweise wird dies verhindert, indem die Mutter mit dem Kreuzstück 52 verbunden ist, das seinerseits axial in der ringförmigen Ausnehmung 32g in der inneren Oberfläche des äußeren Stützgliedes 32 festgelegt ist. Jedoch kann das Kreuzstück aus dieser Ausnehmung durch ein zweistufiges Verfahren gelöst werden. Zuerst werden die Haltestifte 5¹I, die in Fig. 5 und 8 gezeigt sind, genügend weit niedergedrückt, um sie aus den Löchern 55 in dem äußeren Stützglied 32 freizugeben. Das äußere Stützglied kann dann um 90 in eine Stellung verdreht werden, in der ein Paar von sich axial erstreckenden Schlitzen 33 iⁿ dem äußeren Stützglied mit den sich axial erstreckenden Schlitzen 82 und 83 in dem inneren Stützglied 38 ausgerichtet ist. Wie aus der Darstellung in Fig. 14 ersichtlich, wo die Schlitze zueinander ausgerichtet sind, erstrecken sich die Schlitze in dem äußeren Glied 32 im wesentlichen über die ganze Länge dieses Stützgliedes, was einen Längshub des Kreuzstückes längs der inneren Schlitze 82 und 83 gestattet, unabhängig davon, ob sich das Stützglied in der zusammengeschobenen oder der ausgezogenen Stellung befindet. Wenn sich z. B. die Komponenten in einer vollständig zusammengeschobenen Stellung gemäß Fig. 15 befinden, kann somit das Kreuzstück 52 in der linken Hälfte der äußeren Schlitze 33 verschoben werden. Wenn die Stützglieder vollständig auseinandergefahren sind, würde sich das Kreuzstück in der rechten Hälfte der äußeren Schlitze 33 bewegen.

Während des Testens der Vorrichtung können Belastungen einer gegebenen Größe oder einer gegebenen Geschwindigkeit aufgebracht werden, um sicher zu sein, daß die Vorrichtung bei niedrigen Geschwindigkeiten frei beweglich ist, aber bei höheren Geschwindigkeiten bremsen wird. Da der Hemmungsmechanismus im wesentlichen wie ein Uhrwerk oder ein Zeitgeber arbeitet . und bei seinem Hin- und Hergehen ein tickendes Geräusch erzeugt, kann das Testen durch Verwendung einer Abhörvorrichtung derart durchgeführt werden, daß die Oszillationsfrequenz in Beziehung

zu. der aufgebrachten Bremswirkung und zu der gestatteten Geschwindigkeit gesetzt wird. Wenn das Testen beendet ist und wenn es erwünscht ist, die Stützglieder wieder in die Betriebsstellung gemäß Fig. 16 "zurückzubringen, .ist es nur notwendig, das Kreuzstück an die Stelle zurückzuführen, an der es in Umfangsrichtung mit der ringförmigen Ausnehmung 32g ausgerichtet ist, die Stifte 54 zu drücken und das andere Stützglied 32 zu verdrehen, bis die Stifte 5^ in die Löcher 55 in dem äußeren Stützglied eingreifen.

Claims

·· - T3087S?

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN O O U υ / υ Ζ.

DIPL.-PHYS. DIPL.-INC.

PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Pacific Scientific Company kn-pa-17

L/Be 11. März 1983

Bewegungsdämpfer

P at e nt ans ρ r ü c he

(l.■ Bewegungsdämpfer mit inneren und äußeren rohrförmigen Stützgliedern (38, 32), die für eine relative axiale Hin- und Herbewegung aufeinander angeordnet sind, mit einer Dreheinrichtung (68), die drehbar ärTdem inneren Stützglied gelagert ist, mit Einrichtungen (50) zum Umwandeln der relativen Hin- und Herbewegung der Stützglieder in eine Drehbewegung der Dreheinrichtung, und mit Einrichtungen zum Dämpfen der Bewegung der Dreheinrichtung und der Stützglieder, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungseinrichtung lösbar an dem äußeren Stützglied angeordnet ist, um in eine Hin- und Herbewegung unabhängig von den Stützgliedern derart versetzt werden zu können, daß der Bewegungsdämpfer getestet werden kann, während die Enden der Stützglieder in ihrer Betriebsstellung eingebaut sind.

2. Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungseinrichtung (50) sich von dem äußeren Stützglied (32) durch sich axial erstreckende¹ Schi:'t-f.o (Rp) in dem inneren Stützglied zu der Dreheinrichtung (68) erstreckt, wobei die Schlitze (82) gestatten, daß sich die Umwandlungseinrich-

'-707O SCHWÄBISCH GMÜND KONTEN: D-8000 MÖNCHEN 70

!.SCHROETER Tdefon: (07171) 56 90 Dcutsdic Bank AG München 70/37369 (HLZ 700 700 10) K. LEHMANN Telefon: (089) 725 2071

xksgjsse 49 Telex: 7248 868 pagdd PostsAcckkonto München 1679 41-804 (UlZ 700 100 80) LipowskystuiSe 10 Telex: 5212248 p»we d

tung (50) axial in bezug auf das innere Stützglied (38) bewegt, daß die Umwandlungseinrichtüng (50), wenn sie von dem äußeren Stützglied freigegeben ist, es dem äußeren Stützglied gestattet, sich gegenüber dem inneren Stützglied zu verdrehen, so daß sich axial erstreckende Schlitze (33) in dem äußeren Stützglied, die während des normalen Betriebs der Vorrichtung bogenmäßig oder umfangsmäßig in bezug auf die Schlitze (82) in dem inneren Stützglied versetzt sind, auf die Schlitze (82) ausgerichtet werden können, um hierdurch eine Axialbewegung der Umwandlungseinrichtung (50) in bezug auf die Stützglieder zu gestatten.

Dämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungseinrichtung ein Kreuzstück (52) aufweist, das sich durch die Schlitze (82) in dem inneren Stützglied erstreckt und dessen Enden innerhalb einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Ausnehmung (32g) der Innenwand des äußeren Stützgliedes (32) angeordnet sind, daß das Kreuzstück weiterhin federbelastete Stifte (5*0 an seinen äußeren Enden aufweist, die unter Federbelastung nach außen in Löcher in dem äußeren Stützglied eingreifen, daß die Stifte zum Lösen des Kreuzstückes niederdrückbar sind und eine Verdrehung des äußeren Stützgliedes gestatten, um das Kreuzstück mit den Schlitzen (33) in dem äußeren Stützglied auszurichten.

Dämpfer nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß ,die Umwandlungseinrichtung (50) eine Mutter (64) aufweist,;die an dem Kreuzstück befestigt ist und die' mit einem Gewinde hoher Steigung ausgebildet ist, das mit einem entsprechenden Gewinde hoher Steigung an der Außenseite einer Welle (68) zusammenwirkt, die einen Teil der Dreheinrichtung bildet.

5. Dämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung ein Ausgleichsrad aufweist, das drehbar an einem der Stützglieder gelagert ist, daß Einrichtungen zum Hin- und Herbewegen des Ausgleichsrades vorgesehen sind, die die Drehung der Dreheinrichtung benutzen, und daß eine Bremseinrichtung mit dem Ausgleichsrad derart verbunden ist, daß die Trägheit des Ausgleichsrades eine Bremswirkung der Bremseinrichtung zum Begrenzen der Bewegung der Stützglieder veranlaßt.

6. Dämpfer nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß eine Torsionsfeder (96) zum übertragen der Drehbewegung der Dreheinrichtung (68) auf das Ausgleichsrad vorgesehen ist, und daß die Bremseinrichtung eine Bremsoberfläche benachbart zu der Torsionsfeder aufweist, die so angeordnet ist, daß eine durch das Ausgleichsrad eingeleitete ■Verzögerungskraft den Durchmesser der Feder verändert und diese veranlaßt, sich an die Bremsfläche anzulegen, um eine Bremswirkung auf die Stützglieder auszuüben.

7. Dämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Hin- und Herbewegung einen Hemmungsmechanismus aufweist, der ein Getrieberad hat, sowie ein Hemmungs-Hebelwerk, das mit dem Getrieberad zusammenarbeitet, um eine hin- und hergehende oder oszillierende Bewegung zu erzeugen, die auf das Ausgleichsrad übertragen wird.

8. Dämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hemmungsmeehanismus ein Paar von Gelenkhebeln aufweist, die sich quer zu dem Getrieberad erstrecken, daß ein Paar von Stiften an den Gelenkhebeln angeordnet ist und mit den Zähnen des Getrieberades zusammenarbeitet, wobei die Entfernung zwischen den Stiften in bezug auf die Zähne des Getrieberades derart festgelegt ist, daß die Gelenkhebel veranlaßt werden, sich oszillierend hin- und herzubewegen, und daß ein Kurbelzapfen exzentrisch an einem Ende des Ausgleichs-

radsangeordnet und durch einen der Gelenkhebel oszillierend angetrieben ist.

9. Dämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Gelenkhebel eine Kerbe zur Aufnahme des Kurbelzapfens hat.

10. Dämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hemmungsmechanismus ein Paar von Armen aufweist, die gelenkig an einem benachbarten Träger gelagert sind, so daß die Gelenkhebel frei beweglich sind, aber durch die Arme abgestützt sind.

11. Dämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung (68) eine Welle aufweist, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Hin- und Herbewegung ein Paar von Drehmomentübertragungselementen (92 und 9¹O aufweist, daß ein Treiber (90) in Drehantriebsverbindung mit der Welle (68) steht und so verbunden ist, daß er eines der Drehmomentübertragungselemente antreibt, wenn er in einer Richtung verdreht wird, und das andere der Drehmomentübertragungselemente antreibt, wenn er in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, daß eine Schraubenfeder (96) zwischen den Elementen so angeordnet ist, daß sie durch das von dem Treiber (90) angetriebene Element angetrieben ist und das andere Drehmomentübertragungselement antreibt, daß ein Drehmomentübertragungsrohr (98) so eingeschaltet ist, daß es durch das angetriebene Drehmomentübertragungselement (92 oder 9¹O angetrieben wird, und daß ein durch das DrehmomentÜbertragungsrohr (98) angetriebener Hemmungsmechanismus (88) vorgesehen und so angeordnet ist, daß er das Ausgleichsrad (86) hin- und herbewegt, wobei die Bremseinrichtung eine Bremsfläche (38d) aufweist, die die Schraubenfeder umgibt und an die sich die Schraubenfeder anlegt, wenn die Trägheit des Ausgleichsrades eine Verzögerungskraft auf die Feder mittels des Hemmungsmechanismus■,des Drehmoment-

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Übertragungsrohres und des angetriebenen Drehmomentübertragungselements ausübt, wobei die Verzögerungskraft die Feder veranlaßt, sich auszudehnen, so daß sich die Feder an die Bremsfläche anlegt, um die Bewegung der Stützglieder zu dämpfen.

12. Dämpfer nach Anspruch 11, dadurch ge k e η η ζ ei chn e t₃ daß der Treiber (90) einen Teil der Welle (68) umgibt, daß die.Drehmomentübertragungselemente (92, 9*0 mit dem Treiber zusammenarbeiten und scheibenartige Teile (92g und 9^g) aufweisen, die mit den Enden der Schraubenfeder zusammenarbeiten, die mit Abstand außerhalb des Treibers angeordnet sind, wobei die scheibenartigen Teile ferner das Drehmomentübertragungsrohr (98) konzentrisch zwischen dem Treiber und der Schraubenfeder halten und die ferner das Drehmomentübertragungsrohr antreiben, wobei das Drehmomentübertragungsrohr eine Einrichtung aufweist, die sich durch eines der scheibenartigen Teile an einem Drehmomentübertragungselement hindurch erstreckt, um den Hemmungsmechanismus anzutreiben.

13· Verfahren zum Testen eines Dämpfers nach einem der vorhergehenden Ansprüche in seiner Betriebsstellung, gekennzeichnet durch ein Lösen der Umwandlungseinrichtung von dem äußeren Stützglied, um der Umwandlungseinrichtung zu gestatten, sich axial in bezug auf die Stützglieder zu bewegen und dadurch die Dreheinrichtung zu verdrehen, während die Enden der Stützglieder in ihrer Betriebsstellung festgelegt sind.

14. Verfahren zum Testen in der Betriebsstellung eines Bewegungsdämpfers, der ein Paar von Stützgliedern aufweist, die für eine relative Hin- und Herbewegung aneinander gelagert sind, wobei an einem der Stützglieder eine Welle drehbar gelagert ist, wobei das andere der Stützglieder eine Bewegungsumwandlungseinrichtung trägt, die eine relative Hin- und Herbewe-

gung der Stützglieder in eine Drehbewegung der Welle umwandelt, und wobei eine Bewegungsdämpfungseinrichtung durch die Welle angetrieben ist, gekennzeichnet durch Lösen der Verbindung zwischen der Umwandlungseinrichtung und dem anderen Stützglied, so daß die Umwandlungseinrichtung axial in bezug auf die Stützglieder bewegt werden kann, um die Welle eine Drehbewegung ausführen zu lassen, während die Stützglieder stationär sind, wodurch ein Testen der Bewegungsdämpfungseinrichtung mit den Stützgliedern in Betriebsstellung ermöglicht ist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösen ein Niederdrücken von federbelasteten Stiften einschließt, die an den Enden eines Kreuzstückes angeordnet sind, das einen Teil der Umwandlungseinrichtung bildet, so daß die Stifte aus Löchern in dem anderen Stützglied freigegeben werden und es dem Kreuzstück gestatten, sich relativ zu dem anderen Stützglied zu bewegen.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich das andere Stützglied verdreht, während die Stifte niedergedrückt si. -1, so daß sich axial erstreckende Schlitze in den Stützgliedern zueinander ausgerichtet werden, so daß das Kreuzstück axial innerhalb der Schlitze bewegt werden kann.

17. Bewegungsdämpfer mit ersten und zweiten Stützgliedern, die für eine relative Hin- und Herbewegung angeordnet sind, wobei eine Bremseinrichtung zum Begrenzen der Hin- und Herbewegung der Stützglieder vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgleichsrad drehbar an einem der Stützglieder gelagert ist, daß eine Einrichtung zum Umwandeln der hin- und hergehenden Bewegung der Stützglieder in eine oszillierende Bewegung des Ausgleichsrades vorgesehen

y _

ist, die die Bewegung der Stützglieder ausnutzt, um das
Ausgleichsrad in beiden Richtungen seiner Hin- und Herbewegung anzutreiben, und daß eine Einrichtung zur Verbindung
der Bremseinrichtung mit dem Ausgleichsrad derart vorgesehen ist, daß die Trägheit des Ausgleichsrades die Bremswirkung veranlaßt.