DE102005022990B4

DE102005022990B4 - Vorrichtung zum Ergreifen von Kokillen

Info

Publication number: DE102005022990B4
Application number: DE102005022990A
Authority: DE
Inventors: Jobst Wehrmann
Original assignee: DBE TECHNOLOGY GmbH
Current assignee: DBE TECHNOLOGY GmbH
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2005-05-19
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2025-05-20
Also published as: DE102005022990A1

Abstract

Vorrichtung zum Ergreifen von Kokillen mit
– einem Grundkörper (4), der eine Hubseilaufnahme (22) für ein Hubseil aufweist,
– schwenkbar gelagerten, mit Klauen (17) versehenen Greiferklinken (14) zum Ergreifen eines Pilzkopfes (7) der Kokille (3) und
– einer Antriebseinrichtung (12) zum Betätigen der Greiferklinken (14), wobei die Antriebseinrichtung (12) mit jeder Greiferklinke (14) über nach dem Kniehebelprinzip arbeitende Stellglieder (15) verbunden ist, die eine von der Antriebseinrichtung (12) betätigbare Zug-/Druckstange (30) sowie eine Kniehebelanordnung (32) umfassen, welche eine Verbindung zwischen der Zug-/Druckstange (30) und der Greiferklinke (14) herstellt, dadurch gekennzeichnet, dass
die Antriebseinrichtung (12) in dem Grundkörper (4) angeordnet ist und die Zylinderstange (24) an ihrem der Antriebseinrichtung (12) abgewandten Ende wenigstens einen Auslegerarm (26) aufweist, an dessen freien Ende ein Ende der Zug-/Druckstange (30) in einem Lagerpunkt (28) gelagert ist, deren anderes Ende mit einem Kniegelenk (38) der zwei Kniehebel (34,36) aufweisenden Kniehebelanordnung (32) gelenkig...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ergreifen von Kokillen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere für die Einlagerung der Kokillen in tiefe Bohrlöcher im Endlagerbereich.

Durch die DE 1 506 542 B1 ist ein Greifer für Metallschrottblöcke bekannt, der einen zum Einhängen eines Kranhakens dienenden Bügel mit einem daran angesetzten Schaft aufweist, auf dem eine mit einem Zugseil in Verbindung stehende Gleitplatte angebracht ist. An der Gleitplatte sind mehrere, aus zwei Gliedern bestehende Kniegelenkpaare schwenkbar angelenkt. Die Kniegelenkpaare bringen die Last mittels hakenförmiger Enden und Ergreifen der Greifarme in eine Greif- bzw. Freigabestellung. Die anderen Enden der Greifarme sind unterhalb am Schaft angelenkt. Die Greifarme sind an den Kniegelenken der Kniegelenkpaare angelenkt und in einem starren Rahmen gelagert. Die Kniehebelanordnung bei diesem bekannten Greifer hat den Nachteil, dass die aufgenommene Last Spreizkräfte auf die Greiferarme ausübt, die über die Kniegelenke von den Stelleinheiten aufgenommen werden müssen.

Durch die DE 32 48 596 A1 ist ein Betriebsgreifer zum Erfassen einer Kokille mit hoch radioaktivem Inhalt beim Absenken derselben in eine Bohrung bekannt. Dieser bekannte Betriebsgreifer umfasst einen Grundkörper, in welchem mehrere, mittels eines Magneten betätigte Klauen schwenk- und verriegelbar zum Erfassen eines Greifpilzes der Kokille angeordnet sind, und ein Tragkabel, welches die elektrische Versorgung des Greifers in sich aufnimmt. Zwischen dem Grundkörper des Greifers und einem Anschlussstück des Tragkabels ist im Kraftverlauf eine Sollbruchstelle vorgesehen, deren Bruchlast zwischen dem Gewicht des Betriebsgreifers plus Kokille und der Bruchlast des Tragkabels liegt. An der Oberseite des Grundkörpers ist eine Greiferstruktur gleicher Form wie die der Kokille befestigt. Nach Bruch der Sollbruchstelle ist die Greiferstruktur frei von oben her zugänglich. Durch diese bekannte Ausbildung soll erreicht werden, dass bei einer Überschreitung der vorgegebenen Bruchlast im System nicht das Tragkabel abreißt, sondern am Betriebsgreifer eine neue Greiferkontur freigegeben wird, die mit Hilfe eines anschließend in die Bohrung eingebrachten Störfallgreifers erfasst werden kann. Der bekannte Betriebsgreifer weist Greiferklinken auf, die über Kurvenbahnen in den jeweiligen Betriebsstellungen geöffnet oder geschlossen gehalten werden. Die Stellkräfte werden über Gleitsteine auf die Klinken übertragen, wobei die Stellelemente keine formschlüssige Verbindung zu den Klinken haben. Nachteilig ist, dass die Betriebsstellung der bekannten Greiferkonstruktion wegen der fehlenden Zwangsführung zu den Stelleinheiten nicht über den gesamten Stellweg definiert ist, d. h. dem Verstellweg des Klinkenantriebs ist nicht eindeutig der entsprechende Betriebspunkt der Klinken zuzuordnen, was einen Nachteil für zum Einsatz kommende sicherheitstechnische Überwachungselemente bedeutet. Ein wesentlicher Nachteil ergibt sich auch aus den Bedingungen des Einsatzortes, da durch die sich abwechselnden und wiederholenden Vorgänge "Einlagern" und "Versetzen" (Ringraumfüllung der eingelagerten Kokille mit Salzgrus) mit hohen Salzstaubkonzentrationen gerechnet werden muss. Unter diesen Bedingungen verlieren Stellglieder der bekannten Art ihre Funktionssicherheit mit Veränderung der Stellkräfte bis hin zum Versagen, zumal konstruktionsbedingt sich keine Möglichkeit bietet, die Gleitführungen gegen derartige Einflüsse zu schützen. Ein weiterer Nachteil des bekannten Greifers besteht darin, dass dieser durch die Klinkenansteuerung bedingt eine große Bauhöhe aufweist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Ergreifen von Kokillen geringer Bauhöhe mit hoher Funktionssicherheit und Unempfindlichkeit gegen Staubemissionen, insbesondere Salzstaubemissionen, anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ergreifen von Kokillen sind Greiferklinken mit einem Antrieb über Stellglieder verbunden, die nach dem Kniehebelprinzip arbeiten. Dies hat den Vorteil, dass alle Gelenkverbindungen drehgelagert und aufgrund der rotationssymmetrischen Querschnitte gut und zuverlässig abdichtbar sind. Ein weiterer Vorteil des Kniehebels ist darin zu sehen, dass mit vergleichsweise geringer Stellkraft eine hohe Schließkraft erreicht werden kann. Die Lagerpunkte der Greiferklinken und der Stellglieder sind so gewählt, dass auf einfache Weise eine Eigensicherheit erreicht wird. Der Bauraum im Bereich der Greiferklinkenarme wird für den Greiferantrieb genutzt, wodurch die Bauhöhe der Vorrichtung erheblich reduziert werden kann.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert werden.
Es zeigt
1 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ergreifen von Kokillen in der Ansicht, teilweise im Schnitt und
2 einen Schnitt A-A durch die Vorrichtung nach 1.
Gleiche und einander entsprechende Bauteile sind in den Figuren der Zeichnung mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung 2 zum Ergreifen von Kokillen 3 mit einem Grundkörper 4, der kokillenseitig als zylindrischer Hohlkörper 6 ausgebildet ist. Die Kokillen 3 weisen am Kopfteil zur Lastaufnahme einen tellerartig ausgebildeten Kragen 7, den sogenannten Pilzkopf auf. Der Außendurchmesser des Grundkörpers 4 entspricht etwa dem Außendurchmesser des Pilzkopfes 7 der Kokille 3.
Im zylindrischen Hohlkörper 6 des Grundkörpers 4 ist eine Antriebseinrichtung 12, vorzugsweise in Form eines elektrisch betriebenen Linearmotors mit Endlagenabschaltung, zum Verstellen und Betätigen von Greiferklinken 14 über Stellglieder 15 angeordnet. Die Greiferklinken 14 weisen Klauen 17 zum Untergreifen des Randes des Pilzkopfes 7 auf.
Der zylindrische Hohlkörper 6 des Grundkörpers 4 schließt mit einer kreisförmigen Deckplatte 16 ab, auf der drei Doppelstege 18 symmetrisch im Winkelabstand von 120° angeordnet sind. Die Doppelstege 18 schließen mit einer Kopfplatte 20 und einer Hubseilaufnahme 22 für ein elektrische Versorgungsleitungen aufnehmendes Hubseil (nicht dargestellt)ab. Die Greiferklinken 14 sind in den Doppelstegen 18 in Lagerpunkten 19 drehbar gelagert.
Die Stellglieder 15 umfassen eine vom Linearmotor der Antriebseinrichtung 12 betätigbare Zylinderstange 24, die zentrisch durch die Deckplatte 16 und Doppelstege 18 hindurchgeführt ist. Die Zylinderstange 24 endet in drei galgenförmig ausgebildeten Auslegern 26, die symmetrisch zu den Doppelstegen 18 ausgerichtet sind. Jedes Auslegerende ist gabelförmig ausgebildet.
Die Stellglieder umfassen ferner jeweils eine im Auslegerende in einem Lagerpunkt 28 gelagerte Zug-/Druckstange 30 sowie eine Kniehebelanordnung 32 mit zwei Kniehebeln 34, 36 und einem Kniegelenk 38. Der eine Kniehebel 34 ist im Doppelsteg 18 in einem Drehpunkt 40 drehbar gelagert und im Bereich des Kniegelenks 38 zur Aufnahme der Zug-/Druckstange 30 gabelförmig ausgebildet. Der zweite Kniehebel 36 stellt eine Verbindung vom Kniegelenk 38 zu einem Lagerpunkt 42 in der Greiferklinke 14 her. Dieser Kniehebel 36 ist laschenförmig ausgebildet und setzt beidseitig am ersten Kniehebel 34 im Kniegelenk 38 und an der Greiferklinke 14 an. Der Lagerpunkt 19 der Greiferklinke 14 liegt zwischen dem Lagerpunkt 42 des Kniehebels 36 in der Greiferklinke 14 und der Klaue 17 und befindet sich gegenüber dem Angriffspunkt der Klinkenklaue 17 näher zu der Mittelachse der Vorrichtung 2.
Sämtliche Drehgelenke 19, 28, 38, 40, 42 und die Zylinderstange 24 der Antriebseinrichtung 12 sind staubfrei gekapselt.
Ein Boden 44 des zylindrischen Hohlkörpers 6 weist am Außenmantel des Hohlkörpers 6 angesetzte Zentriersteine 46 auf, die als Anschlag- und Fixierelemente bei der Lastaufnahme dienen.
Die Funktion der Vorrichtung 2 zum Ergreifen einer Kokille ist wie folgt:
Für den Anfahr- und Greifvorgang ist die Vorrichtung 2 geöffnet, d. h. die Greiferklinken 14 sind nach außen geschwenkt, und zwar dadurch, dass die Zylinderstange 24 der Antriebseinrichtung 12 ausgefahren wird. Die Kniehebelanordnungen 32 und damit auch die Greiferklinken 14 sind dann ausgelenkt. Diese Betriebsstellung ist in der 1 strichpunktiert dargestellt.
Beim Aufsetzen der Vorrichtung 2 auf den Pilzkopf 7 der Kokille 3 signalisieren Näherungsschalter (nicht dargestellt) den ganzflächigen Kontakt und geben den Verriegelungsvorgang frei. Die Zylinderstange 24 des Linearmotors der Antriebseinrichtung 12 wird eingefahren und über die Ausleger 26 und die Zug-/Druckstangen 30 werden die Kniehebelanordnungen 32 in die gestreckte Lage gefahren, in der die Kniehebel 34, 36 auf einer Schulter 48 der Doppelstege 18 aufliegen. Die Greiferklinken 17 schwenken einwärts und ihre Klauen 17 unterfahren den Pilzkopf 7 der Kokille 3. Diese Betriebsstellung ist in der 1 mit durchgezogenen Linien dargestellt.
Die Endlagen des Linearmotors der Antriebseinrichtung 12 und somit die Betriebsstellungen der Vorrichtung 2 zum Ergreifen einer Kokille werden über Sensoren einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt) der Einlagerungsvorrichtung signalisiert.
Die Lage des Kniegelenks 38 zu den Gelenkpunkten 40, 42 am Doppelsteg 18 und an der Greiferklinke 14 ist so gewählt, dass bei geschlossenen, d. h. einwärts geschwenkten Greiferklinken keine äußere Kraft eine Greiferklinke 14 öffnen kann. Eine derartige Kraft wird über das Gelenk 19 der Greiferklinke 14 bei der versetzten Lage des Kniegelenks 38 zu einer nach unten gerichteten Betätigungskraft. Da jedoch die Kniehebel 34, 36 in der gestreckten Lage auf der Schulter 48 des Doppelstegs 18 aufliegen, ist kein Auslenken der Kniehebelanordnung 32 und kein Öffnen der betroffenen Greiferklinke 14 möglich und die Stellglieder 15 der Antriebseinrichtung 12 bleiben unbelastet. Hierdurch ergibt sich eine Eigensicherung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 zum Ergreifen einer Kokille 3.
Der Lagerpunkt 19 der Greiferklinke 14 befindet sich gegenüber dem Angriffspunkt der Klinkenklaue 17 näher zu der Mittelachse der Vorrichtung 2 zum Ergreifen einer Kokille 3, so dass bei Lastaufnahme zusätzlich eine Schließkraft erzeugt wird, die höher ist als die Stellkraft zum Öffnen der Greiferklinken 14.

Claims

Vorrichtung zum Ergreifen von Kokillen mit – einem Grundkörper (4), der eine Hubseilaufnahme (22) für ein Hubseil aufweist, – schwenkbar gelagerten, mit Klauen (17) versehenen Greiferklinken (14) zum Ergreifen eines Pilzkopfes (7) der Kokille (3) und – einer Antriebseinrichtung (12) zum Betätigen der Greiferklinken (14), wobei die Antriebseinrichtung (12) mit jeder Greiferklinke (14) über nach dem Kniehebelprinzip arbeitende Stellglieder (15) verbunden ist, die eine von der Antriebseinrichtung (12) betätigbare Zug-/Druckstange (30) sowie eine Kniehebelanordnung (32) umfassen, welche eine Verbindung zwischen der Zug-/Druckstange (30) und der Greiferklinke (14) herstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (12) in dem Grundkörper (4) angeordnet ist und die Zylinderstange (24) an ihrem der Antriebseinrichtung (12) abgewandten Ende wenigstens einen Auslegerarm (26) aufweist, an dessen freien Ende ein Ende der Zug-/Druckstange (30) in einem Lagerpunkt (28) gelagert ist, deren anderes Ende mit einem Kniegelenk (38) der zwei Kniehebel (34,36) aufweisenden Kniehebelanordnung (32) gelenkig verbunden ist, deren einer Kniehebel (34) in einem grundkörperfesten Drehpunkt (40) und dessen anderer Hebel (36) am klauenabgewandten Ende der Greiferklinke (14) in einem Drehpunkt (42) gelagert ist, wobei die Anordnung so gewählt ist, dass in der Strecklage der Kniehebelanordnung (32) die Klauen (17) der Greiferklinken (14) den Pilzkopf (7) der Kokille (3) untergreifen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderstange (24) drei Auslegerarme (12) im Winkelabstand von 120° aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (4) als zylindrischer Hohlkörper (6) mit kreisförmiger Deckplatte (16) ausgebildet ist, auf der drei Doppelstege (18) von der Mitte der Deckplatte (16) ausgehend, symmetrisch im Winkelabstand von 120° ausgebildet sind, in denen jeweils eine Greiferklinke (14) in einem Drehpunkt (19) und ein fester Drehpunkt (40) des einen Kniehebels (34) gelagert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Anfahr- und Greifvorgänge Sensoren/Näherungsschalter vorgesehen sind, die das Aufsetzen der Vorrichtung (2) zum Ergreifen einer Kokille auf den Pilzkopf (7) der Kokille (3) erfassen/sensieren und deren Ausgangssignale einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Antriebseinrichtung (12) zugeführt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (12) einen Linearmotor aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Drehgelenke (19, 28, 38, 40, 42) und die Zylinderstange (24) der Antriebseinrichtung (12) staubfrei gekapselt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerpunkte (19) der Greiferklinken (14) gegenüber dem Angriffspunkt der Klauen (17) näher zur Mittelachse der Vorrichtung (2) zum Ergreifen von Kokillen bzw. des Grundkörpers (4) liegen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kniegelenk (38) relativ zu dem Gelenkpunkt (40) am Doppelsteg (18) und relativ zu dem Gelenkpunkt (42) an der Greiferklinke (14) so angeordnet ist, dass bei geschlossenen, d.h. einwärts geschwenkten Greiferklinken (14) die Kniehebel (34, 36) eine gestreckte Lage einnehmen, in der sie auf einer Schulter (48) der Doppelstege (18) aufliegen und in der das Kniegelenk (38) unterhalb der Verbindungslinie zwischen den beiden Gelenkpunkten (40, 42) und näher zur Schulter (48) angeordnet ist, als die beiden Gelenkpunkte (40, 42), so dass aus einer äußeren, eine Greiferklinke (14) in Öffnungsrichtung beaufschlagenden Kraft über die Greiferklinke (14) und den an der Greiferklinke (14) angelenkten Kniehebel (36) eine nach unten gerichtete, das Kniegelenk (38) gegen die Schulter (48) drückende, eine Eigensicherung bewirkende Kraft resultiert.