DE1286651B - Vorrichtung zum Abbremsen eines sich entlang einer stationaeren Fuehrung bewegenden Kernreaktor-Steuerstabes - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ab- auch darin begründet sind, daß sich das einwandfreie bremsen eines sich entlang einer stationären Führung Zusammenspiel der einzelnen Teile der relativ kombewegenden Kernreaktor-Steuerstabes mit am Steuer- pliziert gebauten Vorrichtung wegen deren Unstab befestigten und unter der Einwirkung einer zugänglichkeit im Reaktorinneren nicht regelmäßig Federkraft an den Steuerstab und an die Führung sich 5 überprüfen läßt, eine Vorrichtung zum Abbremsen anlegenden Reiborganen. eines Steuerstabes zu schaffen, die sich durch einen

Bei Steuerstäben, die lediglich unter der Wirkung einfachen und robusten Aufbau ihrer Teile auszeichder Schwerkraft in einen vertikalen Reaktorkanal hin- net und damit bei geringsten Gestehungskosten eine einfallen, macht man häufig von einer elektromagne- absolute Funktionszuverlässigkeit gewährleistet, wotischen Bremsung oder einem hydraulischen Abfan- io bei gleichzeitig eine besonders große Verstärkung der gen Gebrauch. Vorrichtungen mit elektromagne- anfänglichen Bremswirkung der Reiborgane für den tischer Bremsung können jedoch keine großen kine- Steuerstab erzielbar sein soll.

tischen Energien aufnehmen und lassen sich aus die- Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Vorrich-

sem Grunde nicht zur Abbremsung relativ großer rung der eingangs erwähnten Art, erfindungsgemäß Massen verwenden, die mit hohen Geschwindigkei- 15 gelöst durch eine Mehrzahl von zu der zentralen ten, beispielsweise unter der Wirkung einer explosib- Führung und zu den Reiborganen koaxialen, zwilen Treibladung, in einen vertikalen oder horizontalen sehen dem einen Ende des Steuerstabes und einer Kanal hineingeschleudert werden. Abbremsvorrich- Schulter der Reiborgane eingefügten, sich überlappentungen mit hydraulischer Dämpfung gestatten es, den Ringen mit alternierend nach innen und nach höhere Bremskräfte zu erzielen; sie lassen sich aber ao außen gerichteten konischen Stirnseiten, von denen nicht verwenden, wenn die Temperatur im Bereich die einen geschlossen sind, während die anderen jeder Steuerstäbe hoch ist. weils einen Längsschlitz aufweisen und unter dem

Weiterhin sind aus der USA.-Patentschrift durch die ersten Ringe übertragenen Schub der Stab-2 876 867 Abbremsvorrichtungen bekanntgeworden, masse die Reiborgane an die Führung anpressen,
bei denen eine Federkraft Reiborgane an dem as Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet also in Steuerstab und an seiner Führung zur Anlage korn- der Weise, daß sich die geschlossenen Ringe unter men läßt. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die dem Schub des Steuerstabes an die geschlitzten Ringe Reiborgane als Bremsplatten ausgeführt, die zu bei- anpressen und unter elastischer Formänderung, d. h. den Seiten des abzubremsenden Steuerstabes angeord- je nach der gegenseitigen Zuordnung der konischen net sind und sich jeweils über Federn auf Trag- 30 Stirnseiten benachbarter Ringe unter Zusammenplatten abstützen, die ihrerseits jeweils ein Teilstück pressung oder unter Aufweitung der...geschlitzten je eines Gelenkparallelogramms darstellen, das je- Ringe den Schub des Steuerstabes über die geschlitzweils an der Außenseite eines die Führungsbahn für ten Ringe auf die Reiborgane übertragen und diese den Steuerstab umgebenden Rohres befestigt ist. An zur festen Anlage an die Führung bringen,
ihren oberen Enden sind die Bremsplatten leicht nach 35 Die übereinandergeschichteten Ringe stellen dabei außen abgeschrägt, so daß der abzubremsende Steuer- einerseits eine sehr einfach und damit preisgünstig stab zunächst ohne Berührung zwischen die Brems- herzustellende Einrichtung dar, gewährleisten aber backen einzutreten vermag. Im weiteren Verlauf sei- andererseits eine absolute Funktionssicherheit auch ner Bewegung zwischen den Platten kommt es jedoch bei sehr hoher Steigerung des wirksamen Bremsdrukzu einer Reibung zwischen den endseitigen Flanschen 40 kes, da die geschlossenen Ringe dank ihrer Form in des Steuerstabes und den Bremsplatten. Diese werden der Lage sind, sehr hohe Druckkräfte ohne Gefahr von dem sich weiter bewegenden Steuerstab nach ihrer Zerstörung aufzunehmen. Außerdem ist der für unten mitgenommen und nehmen ihrerseits auch ihre die Unterbringung des Ringstapels erforderliche Tragplatten mit, wobei diese im Verlaufe der mit Platzbedarf sehr gering, so daß sich mit der erfindieser Bewegung nach unten verbundenen Schwen- 45 dungsgemäßen Vorrichtung eine sehr wirksame Abkung der seitlichen Parallelogrammteile gleichzeitig bremsung des Steuerstabes bei kleinstem Platzbedarf eine Verschiebung nach innen auf den Steuerstab zu erreichen läßt.

erfahren, die sich über die Federn zwischen den Trag- Mit der erfindungsgemäßen Abbremsvorrichtung

platten und den Bremsplatten in einer Verstärkung lassen sich innerhalb von Bremszeiten, die nur des Anpreßdruckes für letztere an die Flansche des 50 Sekundenbruchteile ausmachen, und auf Bremswegen, Steuerstabes auswirkt, wodurch dessen Bewegung all- die nur in der Größenordnung von Metern liegen, mählich zum Stillstand gebracht wird. Bremskräfte von 1 bis 41 erzeugen, die ihren hoch-

Mit der bekannten Vorrichtung läßt sich also im sten Wert praktisch unmittelbar mit Beginn des Verlauf des Abbremsvorganges eine gewisse Brems- Bremsvorganges erreichen, und außerdem gibt es verstärkung erzielen; deren Wert muß jedoch not- 55 nach dem Abbremsen des Steuerstabes keinerlei wendigerweise begrenzt bleiben, da der gesamte Schwierigkeiten, wenn der abgebremste Steuerstab Bremsdruck von den die Gelenke des Parallelogramms wieder gelöst werden soll.

bildenden Bolzen aufgenommen werden muß und Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und ihrer

diese aus praktischen Gründen nicht unbegrenzt stark Vorteile soll nunmehr ein Ausführungsbeispiel für ausgeführt werden können. Außerdem bedingt die 60 eine erfindungsgemäße Vorrichtung näher beschrie-Verwendung des Gelenkparallelogramms mit seiner ben werden, das in der Zeichnung veranschaulicht Befestigung an der Außenseite des die Bewegungs- ist. Dabei zeigt in der Zeichnung
bahn des Steuerstabes umgebenden Rohres einen er- Fig. 1 einen Längsschnitt durch die gesamte Ab-

heblichen Platzbedarf außerhalb dieses Rohres, der bremsvorrichtung,
nicht in jedem Falle ohne weiteres zur Verfügung steht. 65 Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in größerem Ausgehend von diesem Stande der Technik zielt Maßstab und

daher die Erfindung darauf ab, unter Vermeidung F i g. 3 einen Querschnitt längs der Schnittlinie

der Mängel der bekannten Vorrichtung, die vor allem IH-III in F i g. 2.

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Die abzubremsende Masse 1 hat bei dem aus- geschlossenen Typ, aber nur auf einer Seite konisch; gewählten Ausführungsbeispiel die Form eines Hohl- auf der anderen haben sie eine ebene Stirnfläche, die Zylinders. Diese Masse wird längs einer starren sich an der unterseitigen Schulter 15 der Masse 1 bzw. Stange 2 geführt, die zu dieser Masse koaxial an- der Außenschulter 16 der Zylindersektoren 10 angeordnet und von dem Hohlzylinder der Masse 1 um- 5 legt.

geben ist. Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausfüh- Die beschriebene Vorrichtung wirkt in folgender rungsbeispiel ist die Führungsstange 2 vertikal, die Weise: Die mit hoher Geschwindigkeit längs der Füh-Masse 1 fällt beispielsweise nach Lösen von einem rungsstange 2 von oben nach unten bewegte Masse 1 geeigneten Mechanismus im freien Fall herab. Selbst- gleitet mit ihrer Bremsanordnung zunächst frei auf verständlich kann die zu beschreibende Bremsvor- *o dem oberen Abschnitt 4 dieser Führungsstange (Stelrichtung auch im Fall einer Masse Verwendung fin- lung A in F i g. 1). Wenn die oberen Enden der Zyden, die beispielsweise unter der Wirkung einer ex- lindersektoren 10, welche durch die Sprengringe 12 plosiblen Ladung in einem horizontalen Kanal vor- federnd zusammengehalten sind, in den Bereich der wärtsgeschleudert wird. konischen Übergangszone 7 kommen, reiben sie an

Die Führungsstange 2 hat drei unterschiedliche 15 der Führungsstange und bewirken eine Verzögerung Abschnitte. Der obere Abschnitt 4 bildet die Zone der Bewegung der Sektoren 10. Wegen der Trägheit des freien Falls der Masse 1, und der untere Ab- der Masse 1 wird beim Bremsen der Zylindersektoren schnitt 6 bildet die Bremszone; er hat einen Außen- 10 die Ringaufschichtung 14 zwischen der Außendurchmesser D, der wesentlich größer ist als der schulter 16 der Sektoren 10 und der Stirnfläche 15 Außendurchmesser d des ersten Stangenabschnitts 4. ao der Masse 1 axial zusammengedrückt. Die konischen Zwischen den beiden Stangenabschnitten 4 und 6 liegt Berührungsflächen zwischen den Ringen 18 und 19, ein kegelstumpfförmiger Übergangsabschnitt 7. die abwechselnd geschlitzt und nicht geschlitzt sind,

Die abzubremsende Masse 1 ist an ihrem unteren gleiten dann aufeinander, bzw. die Ringe schieben Teil durch eine Haube 8 verlängert, welche die sich etwas ineinander; dabei werden die Ringe 19 ela-Bremsteile enthält, die einerseits Reiborgane und an- 25 stisch zusammengedrückt und mit großer Umfangsdererseits elastische Spann- oder Andrückelemente spannung an die Außenflächen der Sektoren 10 geumfassen, drückt, die nun ihrerseits mit radialen Andrückkräf-

Die Bremsorgane bestehen aus drei Zylinderring- ten an den Bremsabschnitt 6 der Führungsstange 2

Sektoren 10 (F i g. 1 und 3), die um die Führungs- angepreßt werden. Die auf diese Weise ausgeübte

stange 2 herum angeordnet sind. Die zylindrische 30 Bremskraft ist erheblich, und die in Bewegung be-

Hüllfläche der inneren Flächen dieser Sektoren hat findliche Masse wird schnell abgebremst, während

im Ruhezustand einen Durchmesser, der größer ist sie sich von der in F i g. 1 mit B bezeichneten Zwi-

als der Durchmesser D des Bremsabschnitts 6 der schenstellung in die mit C bezeichnete Stellung be-

Führungsstange 2; die Krümmung dieser Innen- wegt.

flächen ist jedoch die gleiche wie die des Brems- 35 Da die Anpreßkraft, die von den federnden ge-

abschnitts6. Die Sektoren 10 sind jedoch um die schlitzten Ringen 19 auf die Sektoren 10 ausgeübt

Führungsstange herum an einem ihrer Enden durch wird, mit der Verzögerung der Bewegung dieser Sek-

elastische Bandagen- oder Spannorgane zusammen- toren gegenüber der Bewegung der Masse 1 zunimmt,

gehalten, die beim Ausführungsbeispiel federnde ist leicht einzusehen, daß die erzielte Abbremsung

Sprengringe 12 sind. An diesem Ende ist das radiale 40 sehr energisch und schnell ist. Es hat sich als möglich

Spiel zwischen den Innenflächen der zylindrischen erwiesen, Bremskräfte zu erzielen, die zwischen

Sektoren 10 und dem oberen Abschnitt 4 der Füh- 1 und 41 liegen und selbst den Wert von 41 über-

rungsstange2 gerade genügend groß, um das freie steigen. Diese Werte hängen insbesondere von dem

Gleiten der Masse 1 und ihrer Bremsteile auf diesem Konuswinkel der Ringe ab.

Abschnitt der Stange zu gestatten; dieses Spiel ist je- 45 Die beim Beginn der Verzögerung von den Zylin-

doch kleiner als die Differenz der Halbmesser d dersektoren 10 unter der alleinigen Wirkung der ela-

und D. stischen Spannorgane, d. h. der Sprengringe 12, aus-

Die zweiten Spann- oder Andrückelemente be- geübte Bremsung ist klein im Vergleich zu der gestehen im Falle des Ausführungsbeispiels aus einer samten Bremskraft, die beim axialen Zusammen-Aufschichtung 14 von Ringen, die um die Zylinder- 50 drücken der Ringaufschichtung 14 erzielt wird. Das Sektoren 10 zwischen einer unterseitigen Stirnfläche Verhältnis zwischen diesen beiden Bremskräften, das 15 der Masse 1 und einer am unteren Ende der Zy- Werte in der Größenordnung von 20 erreichen kann, lindersektoren 10, d. h. gegenüber den Sprengringen hängt von den Baustoffen der Führungsstange 2 und 12, vorgesehenen Außenschulter 16 gehalten sind. der als Bremsorgane wirkenden Zylindersektoren 10 Die Ausbildung dieser Ringaufschichtung 14 ist im 55 sowie von der Konizität und der Anzahl der Ringe 18 einzelnen in der F i g. 2 veranschaulicht. Die ver- und 19 ab.

wendeten Ringe sind doppelseitig konisch ausgeführte Nach dem Stillsetzen der Masse 1 ist es einfach, Ringe, deren größte zylindrische Fläche abwechselnd diese Masse langsam von der Stange 2 wieder zu nach außen und nach innen gegen die Zylindersekto- lösen; die hierzu notwendige Kraft entspricht dann ren 10 gerichtet ist. Diese Ringe liegen jeweils paar- 60 lediglich der anfänglichen, für die Einleitung der weise mit ihren konischen Flächen aneinander. Die Bremsung erforderlichen Kraft, die durch die elasti-Ringe 18, deren konische Flächen zu den Zylinder- sehen Spannelemente (Sprengringe 12) der Zylindersektoren hin zusammenlaufen, sind starr und ge- Sektoren erzeugt wurde, und die im allgemeinen zwischlossen und widersetzen sich infolgedessen einem sehen 100 und 150 kp liegt.

radialen Auseinanderdrücken der anderen Ringe 19; 65 Es wäre beispielsweise auch möglich, eine entsprediese Ringe haben je einen radialen Schlitz 20, der chende Abbremsvorrichtung zum Abbremsen einer ihnen eine gewisse Elastizität verleiht. Die jeweils Masse in Form eines Vollzylinders zu benutzen; das

stirnseitigen Endringe 17 und 21 sind vom starren, ortsfeste Führungsorgan könnte dann aus einem Hohl-

zylinder bestehen, innerhalb dessen sich die Bremszylindersektoren verschieben, die dann an die Innenfläche des Hohlzylinders durch Federn angedrückt werden, welche sich auf die abzubremsende Masse abstützen, um eine erste Abbremsung durch Reibung an der inneren zylindrischen Fläche des Hohlzylinders zu erzielen. Weiterhin würde eine Ringaufschichtung analog der soeben beschriebenen Aufschichtung verwendet werden können, bei der jedoch die Ringe 18 geschlitzt und die Ringe 19 nicht geschlitzt sind.

Weiterhin könnten nach einer anderen Ausführungsvariante die elastischen Spannglieder, wie die Sprengringe 12 oder ähnliche wirkende Spannelemente, am anderen Ende der Bremssektoren angeordnet sein.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abbremsen eines sich entlang einer stationären Führung bewegenden Kern- so reaktor-Steuerstabes mit am Steuerstab befestigten und unter der Einwirkung einer Federkraft an den Steuerstab und an die Führung sich anlegenden Reiborganen, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von zu der zentralen Führung (2) und zu den Reiborganen (10) koaxialen, zwischen dem einen Ende (15) des Steuerstabes (1) und einer Schulter (16) der Reiborgane eingefügten, sich überlappenden Ringen (18 und 19) mit alternierend nach innen und nach außen gerichteten konischen Stirnseiten, von denen die einen (18) geschlossen sind, während die anderen (19) jeweils einen Längsschlitz (20) aufweisen und unter dem durch die ersten Ringe übertragenen Schub der Stabmasse die Reiborgane an die Führung anpressen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reiborgane aus zylindrischen Sektoren (10) bestehen, die eine gleiche Drehkörpersymmetrie aufweisen wie das Führungsorgan (2) und der abzubremsende Steuerstab (1).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen