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Aufhängeeinrichtung mit Schraubspindelhubwerk, insbesondere für Wärmedehnungen
unterworfene Rohrleitungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufhängeeinrichtung,
insbesondere für Wärmedehnungen unterworfene Rohrleitungen, deren Stützkraft bei
Vertikalbewegungen der Last auf einen Festwert durch ein federndes Lastmeßglied
geregelt wird, das einen Wendeschalter für den Antriebsmotor eines zwischen einem
ortsfesten Träger und dem Trageglied für die Last angeordneten Schraubspindelhubwerkes
zum Verstellen der Länge der Aufhängeeinrichtung steuert.
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Bei einer bekannten Aufhängeeinrichtung dieser Art ist das federnde
Lastmeßglied in Gestalt einer Schraubendruckfeder in Achsrichtung der Schraubspindel
unter dieser angeordnet, woraus sich eine erhebliche Bauhöhe ergibt. Da die auf
Druck beanspruchte Schraubenfeder keine Querkräfte übertragen kann, ist eine Gleitführung
zur Verbindung der Schraubspindel mit dem Trageglied für die Last in Gestalt von
Kolben und Zylinder erforderlich.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Bauhöhe wesentlich
zu verringern und die Anordnung zu vereinfachen.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das federnde
Lastmeßglied aus zur Schraubspindel des Hubwerkes parallelen, die Spindelmutter
mit dem ortsfesten Träger bzw. mit dem Lasttrageglied verbindenden Zugankern sowie
aus einer sich parallel zu den Zugankern erstreckenden unbelasteten Stange besteht,
die mit ihrem freien Ende auf den Wendeschalter wirkt. Durch diese Anordnung ist
es möglich, den Zugankem eine für die Betätigung des Wendeschalters ausreichende
Länge zu geben, ohne daß dadurch die Bauhöhe der Gesamtanordnung vergrößert würde.
Dieser Vorteil würde nicht erreicht werden, wenn man bei der bekannten Aufhängevorrichtung
die die Last tragende Zugstange als Lastmeßglied ausgestalten würde, um die Schraubenfeder
im Fortfall zu bringen. Denn diese Zugstange liegt gleichachsig zur Schraubspindel
unter dieser und erfordert daher eine erhebliche Bauhöhe, die beim Gegenstand der
Erfindung deshalb verringert werden kann, weil dort die Zuganker zur Schraubspindel
parallel angeordnet sind.
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Die Erfindung sei nunmehr an Hand der in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen lotrechten Schnitt
durch eine Ausführun,-s'lOrm der Aufhängeeinrichtung, F i g. 2 die in Richtung
der Pfeile 2-2 der F i g. 1
gesehene Seitenansicht, Fig. 3 einen waagerechten
Schnitt nach der Linie 3-3 der F i g. 1,
F i g. 3 A den Wendeschalter
der F i g. 1 in vergrößertem Maßstab in aufgeschnittenem Zustand, F i
g. 4 einen lotrechten Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Aufhängeeinrichtung,
F i g. 5 den lotrechten Schnitt nach der. Linie 5-5
der Fig.4 und F
i g. 6 den waagerechten Schnitt nach der Linie 6-6
der F i
g. 4.
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Rohrleitungen, die an einer oder mehreren von dem Aufhängepunkt entfernten
Stellen an einem Bauwerk unverrückbar befestigt sind, müssen die Mög-
lichkeit
haben, sich an der Aufhängestelle unter dem Einfluß von betriebsbedingten, z. B.
Wärmedehnungen auf und ab zu bewegen. Tritt an der Aufhängestelle beispielsweise
eine Aufwärtsbewegung infolge von Wärmedehnungen ein, dann würde mangels besonderer
Vorkehrungen die vom Gewicht der Rohrleitungen auf die Aufhängevorrichtung in senkrechter
Richtung ausgeübte Kraft abnehmen, und infolgedessen würden die von der Aufhängevorrichtung
entfernten Stellen der Befestigung der Rohrleitung am Gebäude entsprechend stärker
belastet werden. Die umgekehrte Wirkung würde eintreten, wenn sich die Rohrleitung
an der Stelle ihrer Halterung durch die Aufhängevorrichtung unter dem Einfluß von
Wärmeänderungen
abwärts bewegL Darum verwendet man Aufhängeeinrichtungen,
deren Stützkraft auf einen Festwert geregelt wird.
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Die Aufhängeeinrichtung nach der Erfindung weist ein Gestell mit einem
ortsfesten Träger 12 u-n.--1 einer unterea Platte 14 auf, die durch Zuganker 16
und Muttern 18 miteinander verbunden sind. Die Bolzen 20 sind z. B. an der
Decke eines Gebäudes, befestiat. Auf der Platte 14 ist ein Motor 24 angebracht,
dessen Welle 26 mit einer Schnecke 28 versehen ist. Diese kämmt mit einem
Schneckenrad 30, das auf der Traplatte 14, um eine lotrechte Achse umlaufend,
auf einem Kugelspurlager 34 ruht und eine Gewindebohing 30, zur Aufnahme
einer Schraubspindel 10 hat, deren oberes Ende einen Kopf 42 trägt, während
an dem unteren Ende eine Öse 44 vorgesehen ist. An dieser Öse 44 greift das obere
Ende 46 einer Kuppelstange 48 an, deren unteres Ende 50 die Rohrleitung
10 an einer Öse 52 trägt.
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Die Zuganker 16 sind also parallel zur Schraubspindel 40 neben
dieser angeordnet und stehen ständig unter einer ZugSpannung, die durch das Gewicht
der Last 10 bedingt ist. Die Zuganker haben einen solchen Querschnitt, eine
solche Länge und eine solche Dehnbarkeit, daß, wenn sich die von der Rohrleitung
10 auf die Kuppelstange 48 ausgeübte Zugkraft infolge einer Abwärtsverschiebung
der Leitung etwas vergrößert, z. B. um 1 O/o, und wenn sich daher die auf
Aufhängeeinrichtung ausgeübte Kraft entsprechend erhöht und die in den Zugankern
16
herrschende Zugspannung vergrößert, sich dann diese Zuganker hinreichend
dehnen, um einen Wendeschalter 54 umzuschalten, der den Motor 24 ein- und ausschaltet.
Dehnen sich die Zuganker 16,
dann wird ein Schaltarm 56 des Schalters
54 im Uhrzeigersinn um seinen Schwenkzapfen 60 im Gehäuse des Schalters 54
verschwenkt (F i g. 1 ). Der Schaltarm 56 wird durch eine Zugfeder
59 an die obere Wand 57 eines Loches 57a angedrückt, das in einer
unbelasteten Stange 58 vorgesehen ist. Diese Stange erstreckt sich parallel
zu den Zugankern 16 und ist mit ihrem oberen Ende an dem ortsfesten Träger
12 befestigt. Wächst die von der Rohrleitung auf die Kuppelstange 48 ausgeübte Kraft
um einen bestimmten Prozentsatz der normalen Stützkraft, z. B. um 1 %, dann
wird der Motor 24 eingeschaltet, der dann die Schraubspindel 40 abwärts verstellt.
Diese Abwärtsverstellung vermindert aber die von der Rohrleitung 10 ausgeübte
Zugkraft, so daß sich die Zuganker 16 elastisch verkürzen und durch den Schaltarm
56 den Motor 24 wieder stillsetzen.
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Wenn die Zugkraft der Rohrleitung 10 infolge einer durch Temperaturänderungen
bewirkten Aufwäitsbewegunc, der Rohrleitung abnimmt, dann sinkt die Zugspannung
der Zuganker 16 entsprechend, und diese verkürzen sich elastisch, wodurch
der Motor in um-ekehrter Richtung in Gang gesetzt wird und be-C C
wirkt, daß
die Schraubspindel 40 aufwärts verschraubt, wird. Das hat dann eine Zunahme der
Aufhängekraft auf den Sollwert zur Folge, bis der Schaltarm 5(; nunmehr wieder den
Motor ausschaltet.
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F i L,. 3 a zehit den Schalter 54 der F i g. 1 in größereij
lvlaßsta7b. Der Schwenkzapfen 60 des Schaltarmes 56 sitzt in dem Schaltergeliäuse,
und der Schaltarm trägt ein Zahnsegment 62, das mit einem Ritzel 64 kämmt.
Dieses ist auf einem Zapfen 65
drehbar gelagert und hat einen Schalthebel
66. Die Feder g9, die den Schaltarm 56 gegen die obere
C,
Wa.id 57 des in der Stange 58 angebrachten Loches J-C
- ickt, dient auch dem Zweck, den Schalthebel 66 ständig in Anlage
an zwei Stößeln 70 und 71 zu halten, die durch Federn 7.A und
76 ab#,#7*Irts in Anlage an den Hebel gedlrücll-t werden. Diese Federn sitzen
in Bohrunoen 77 und 78, in denen die Stößel geführt sind. Der Stößel
70 is; iin Punk-, an eine Zugfeder 79 anaeschlossen, die mit ihrem
anderen Ende im Punks 32 ai derii Ende eines Kipphebels 84 ver.inkert isi. bei
86 am festen Gehäuse schwenkbar -elagert ist. Eine Gerade durch die Punkte
82 ui--d 86 verläuft in der daraestellten La-e des Schalters so. daß
die Feder 79 der, Kipp'-"ebel 84 . wärts in Anlage an emon #'0 zieh..
Erst a1,-wenn der Stößel 70 so weit aufwärts verschoben ist, daß der Anlenkpunkt
80 der Feder 79 über der der Stelle A in der Verlh-ng,2rung
der Linie 82-86 liegt# kippt die Feder79 den H-,bol,"3,4 aufwärts in Anlage
an einen Kontakt 92. Alsdann schließen iit2r Hebel 84 und der Kontakt
92 einen clekirischen Stromkreis, durch welchen der Motor 24 an-elassen lind
die Schraubspindel 40 abwärts bewegt wird. Der Motor läuft so lange, bis der Punkt
80 des Stößels 70 sich weit genug abwärts bewegt hat. um seinen Punkt
80
bis unter eine Stelle B in der Verlängerung der Linle 82'-86 zu
brin-en. Alsdann kippt die Feder 79 den Hebel 84 in Anla-e an den Anschlac,
90. Die Bewegungsstrecke zwischen den Stellen A und B ist nun
so gewählt, daß sie ungefähr derjenigen Strecke entspricht, welche der Stößel
70 durchläuft. wenn die von der Rohrleituna 10 in Abwärtsrichtung
auf die Platte 14 ausgeübte Kraft sich um 111,10 ändert.
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Der andere Stößel 72 ist in entsprechender Weise mit einem
Kipphebel 94 ausgerüstet, der in Anlage an einem Anschlag 95 gezeigt ist
und unter dem Einfluß einer Kippfeder 96 sieht. die bei 97 an ihm
befestigt und bei 99 am Gehäuse verankert ist. Die Kippfeder drückt den Hebel
an einen Kontakt 98 und setzt dadurch den Motor in der Hubrichtung in Gang,
sobald der Punkt 99 die bei C gezeigte Totpunktstellung
C cl
unterschreitet. Alsdann läuft der Motor so lange, bis der Stößel
72 sich so weit aufwärts bewegt hat, daß sein Punkt 99 die neue Totpunktstellung
bei D entsprechend der neuen Lage des Hebels 94 durchläuft, worauf wieder
die Umschaltung erfolgt.
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In den F i g. 4, 5 und 6 ist eine Ausführungsform der
Aufhängevorrichtung veranschaulicht, die sich von derjenigen der F i g. 1
bis 3 dadurch unterscheidet, daß das aus dem Schneckenrad und der Schnecke
bestehende Schraubspindelhubwerk unmittelbar auf dem ortsfesten Träger
100 angeordnet ist. Dabei ist das Schneckenrad an der Schraubspindel befestigt,
und diese trägt eine auf und ab wandernde Mutter. Die Trägerplatte 100 ruht
auf Proffleisen 102, die im Gebäude verankert sind. Die Platte 100 hat ein
Loch 104, durch das die Schraubspindel 106 hindurchgeht. Die Spindel ragt
durch ein Spurkugellager 108 hindurch und ist durch einen Keil
110 und eine Mutter 112 mit dem Schneckenrad 114 fest verbunden. Dieses Schneckenrad
erfährt seinen Antrieb durch eine Schnecke 116, die auf der Welle
118 eines umsteuerbaren Elektromotors 120 befestiet ist. Dicser sitzt auf
der oberen Seite der Trägerplatle 100. Die Schraubspindel 106 trägt
unterhalb der Platte 100 eine als Traverse ausgebildete Spindclmutter 122,
von der Zuganker 124 abwärts parallel zur Schraubspindel neben dieser veeiaui,#n.
Diese Zu-anker sind oben durch Gecenmuttern 126 befestiat. während ihre
C C,
unteren Enden mit einem Querhaupt 128 durch Gegenmuttern
130 verbunden sind. Das Querhaupt trägt ein Kuppelstück 132, das mittels
einer öse 34 an der Rohrleitung 136 befestigt ist. An ihrem unteren Ende
ist die Schraubspindel mit einem Kopf 138 versehen. Von der Spindelmutter
122 verläuft parallel zu den Zugankern 124 eine unbelastete Stange 140 nach unten,
die mit ihrem unteren Ende an dem Schwenkarm 142 eines Wendeschalters 144 angreift,
der am Querhaupt 128 befestigt ist und in seinem Aufbau der F i
g. 3 A entspricht. Von dem Schalter 144 aus verlaufen Leitungen 146 zum Elektromotor
120 und den nicht dargestellten Netzanschlüssen. Der Schaltarm 142 wird durch eine
Feder 148 aufwärts gezogen und dadurch in Anlage an der oberen Wand eines Loches
gehalten, das in der Stange 140 vorgesehen ist.
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Die Trägerplatten 12 und 14 bzw. die Traversen 122 und 128
der Aufhängeeinrichtung sind um eine Strecke voneinander getrennt, die ungefähr
der Länge der Schraubspindel 40 entspricht. Auf diese Länge muß bei der Bemessung
der Aufhängeeinrichtung ohnehin Rücksicht genommen werden. Denn durch irgendwelche
Zuganker müs,sen die Teile der Aufhängeeinrichtung, in deren Zwischenraum die Schraubspindel
im Betrieb eintritt, miteinander verbunden werden. Diese Zuganker dienen nun dem
zusätzlichen Zweck, die Last zu messen und durch ihre Längenänderung den Wendeschalter
zu betätigen.
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Da die relative Verstellung der unteren Enden der unbelasteten Stangen
58 und 140 gegenüber den Schaltarmen 56 und 142 gering ist, könnten
Änderungen der Lufttemperatur im Bereich der Aufhängevorrichtung Wärmedehnungen
der Stangen bewirken, welche eine lastunabhängige Umschaltung der Wendeschalter
zur Folge haben. Es empfiehlt sich deshalb, die Werkstoffe für die Zuganker
16 und 124 sowie für die Stangen 58 und 140 so zu wählen, daß Temperaturschwankungen
keine wesentliche Verstellung des freien Endes der Stangen 58, 140 gegenüber
den Schaltarmen 56, 142 zur Folge haben.
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Für eine Aufhängevorrichtung, die eine Last von etwa 30 000 kg
zu tragen hat, haben sich Zuganker bewährt, die aus Stahl von einer Zerreißfestigkeit
von 180 bis 240 kg/nIM2 bestehen und je einen Durchmesser von
16 mm und eine Länge von 1000 mm haben.