DE1154249B

DE1154249B - Vorrichtung zum Handhaben von hinter einer trennenden Schutzwand befindlichen Gegenstaenden

Info

Publication number: DE1154249B
Application number: DEP22323A
Authority: DE
Inventors: Patrick Hay Stephenson
Original assignee: Pye Ltd
Current assignee: Pye Electronic Products Ltd
Priority date: 1958-03-04
Filing date: 1959-03-03
Publication date: 1963-09-12
Also published as: GB873077A; FR1221215A; US3031090A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Handhabung von hinter einer trennenden Schutzwand befindlichen Gegenständen, bei der ein in der Schutzwand gelagerter horizontaler Rohrträger an entgegengesetzten Enden mit einem schwenkbaren Bedienungsarm und einem schwenkbaren Arbeitsarm versehen ist, die durch einen Gelenkmechanismus so verbunden sind, daß dem Arbeitsarm durch Bewegen des Bedienungsarmes gleichgerichtete und gleich große Bewegungen aufgezwungen werden. Zur Verbesserung der Bewegungsmöglichkeiten einer derartigen Handhabungsvorrichtung wurde bereits vorgeschlagen, einen weiteren Mechanismus für eine zusätzliche seitliche Verstellung des Arbeitsarmes aus der durch den Rohrträger und den Bedienungsarm gebildeten Ebene heraus vorzusehen.

Die bisher bekannten Handhabungsvorrichtungen (Manipulatoren) werden so gehandhabt, daß die dem Arbeitsarm durch den Bedienungsarm aufgezwungenen Bewegungen durch ein durchsichtiges Fenster, welches bei der Handhabung von radioaktiven Stoffen auch strahlungssicher ausgebildet ist, beobachtet werden können·. Soll nun der Arbeitsarm seitlich verschwenkt werden, so ist dies durch eine seitliche Verschwenkung des Bedienungsarmes zu bewirken, und dabei muß sich auch der Bedienungsmann seitlich bewegen bzw. seinen Standort verlassen, so daß dann die Beobachtung des Arbeitsarmes bzw. der an ihm angeordneten Handhabungswerkzeuge durch das Fenster erschwert oder unmöglich gemacht wird. Um diese Standortsveränderung des Bedienungsmannes zu vermeiden, ist schon vorgeschlagen worden, eine relative Drehbewegung zwischen Bedienungsarm und Arbeitsarm vorzunehmen, wobei die seitliche Verstellung des Arbeitsarmes aus seiner Normallage heraus durch den Bedienungsarm und den die Schutzwand durchlaufenden Hohlträger gebildet werden soll. Daraus ergibt sich, daß die verdrehbare Verbindung, die die seitliche Verstellung des Arbeitsarmes zuläßt, in der Nähe des Arbeitsarmes liegt, womit auch der Mechanismus für die seitliche Verstellung in oder in der Nähe des abgeschirmten Raumes liegt und einer etwaigen radioaktiven Strahlung ausgesetzt ist. Dadurch ist die Zugänglichkeit zu dem Verstellmechanismus, der auch einen komplizierten Aufbau besitzt, zur Durchführung irgendwelcher Austauscharbeiten oder Reparaturen sehr erschwert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht gegenüber dem älteren Vorschlag darin, die seitliche Verstellmöglichkeit des Arbeitsannes ohne Ortsveränderung des Bedienungsmannes wesentlich zu vereinfachen und so

Vorrichtung zum Handhaben

von hinter einer trennenden Schutzwand

befindlichen Gegenständen

Anmelder:
Pye Limited, Cambridge (Großbritannien)

Vertreter: Dr. H. Wilcken, Patentanwalt,
Lübeck, Breite Straße 52/54

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 4. März 1958 und 2. Februar 1959
(Nr. 6936 und Nr. 3634)

Patrick Hay Stephenson, Cambridge

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

aufzubauen, daß der Mechanismus in der Nähe des Bedienungsmannes, also außerhalb des abgeschirmten Raumes, in dem der Arbeitsarm entsprechende Arbeiten ausführen soll, leicht zugänglich anzuordnen ist.

Entsprechend dieser Aufgabe besteht die Erfindung darin, daß bei einer derartigen verbesserten Handhabungsvorrichtung der Bedienungsarm schwenkbar mit einem Gehäuse verbunden ist, welches gegenüber dem Rohrträger durch einen betätigbaren Antrieb verdrehbar ist und dabei die relative seitliche Verstellung zwischen Bedienungsarm und Arbeitsarm der Handhabungsvorrichtung bewirkt.

Für die Arbeitsweise dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung hält der Bedienungsmann nach Anschalten des Antriebes zur Erzielung der seitlichen Relatiwerstellung des Arbeitsarmes zum Bedienungsarm den Bedienungsarm fest, so daß der Antrieb die relative Verdrehung bewirken kann. Sobald die gewünschte seitliche Verlagerung des Arbeitsarmes erreicht ist, wird das Gehäuse auf dem Rohrträger durch eine Schraube, eine Magnetbremse od. dgl. festgelegt. Um nun eine Beschädigung des Antriebes bei festgeklemmtem Gehäuse und Anschalten des Antriebes zu vermeiden, wird vorteilhaft ein Schutzschalter vorgesehen, der den Antrieb abschaltet, falls

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der Bedienungsmann nicht vorher die Schraube, lung des Arbeitsarmes gegenüber dem Bedienungs-Magnetbremse od. dgl. gelöst hat. arm durch Betätigung eines Antriebes 12 durch-

Bei der Ausführungsform nach, der Erfindung ist zuführen, welcher zwischen dem Rohrträger 3 und der Verstellmechanismus zur Ausführung von Aus- dem Gehäuse 11 eine Verbindung herstellt. Der Antauscharbeiten oder Reparaturen jederzeit ohne wei- 5 trieb 12 besteht ebenfalls aus einem, ein Schneckenteres zugänglich und eine seitliche Verstellung des getriebe antreibenden Elektromotor. Wenn dieser Arbeitsarmes gegenüber dem Bedienungsarm in Antrieb 12 in Tätigkeit gesetzt wird, übt er eine wenigen Sekunden durchführbar, und zwar kann der gleich große entgegengesetztgerichtete Drehung auf Arbeitsarm z.B. bis zu 30° beidseitig verstellt werden. den Rohrträger 3 und das Gehäuse 11 aus, aber der

Eine Handhabungsvorrichtung gemäß der Erfin- io Bedienungsmann hält dabei den Bedienungsarm 1 dung wird nun an Hand eines in der Zeichnung dar- und damit das mit ihm verbundene Gehäuse 11 fest, gestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt so daß die erforderliche Gegenkraft aufgebracht

Fig. 1 eine schematische teilweise Seitenansicht wird, die ausreicht, um einen Reibungswiderstand einer Ausführungsform einer Handhabungsvorrich- gegen die Verdrehung des Rohrträgers im Verhältnis tung nach der Erfindung, 15 ^zum Gehäuse 11 zu überwinden, so daß damit eine

Fig. 2 eine teilweise Stirnansicht der Vorrichtung, seitliche Verstellung des Arbeitsannes 2 auf dem gesehen von der Linie II-II der Fig. 1, Rohrträger gegenüber dem Bedienungsarm eintritt.

Fig. 3 a und 3 b zwei erläuternde Schemas. Um den Arbeitsann auszubalancieren, ist eine wei-

Entsprechend dem Beispiel nach Fig. 1 und 2 be- ^tere Verbindungsstange 14 vorgesehen, die von dem steht die Handhabungsvorrichtung aus einem Be- 20 Arbeitsann 2 durch den Rohrträger 3 zu einem Hedienungsarml mit Handhabe und einem Arbeits- bei 15 verläuft, der schwenkbar gegenüber Laschen 16 arm 2 mit Zangenteil. Der Bedienungsarm 1 und ^auf dem Rohrträger gelagert ist und der durch einen der Arbeitsarm 2 sind auf entgegengesetzten Enden Lenker 17 mit einem Hebel 23 auf einer Welle 22 des eines Rohrträgers 3 angeordnet, welcher durch ein Rohrträgers 3 verbunden ist. Dieser Hebel 23 trägt Schild oder eine Schutzwand 4 verläuft, das bzw. die 25 ein Gewicht 18 in Form zweier Bleizylinder oder einen die Handhabungsvorrichtung betätigenden Be- dicker Scheiben, die auf einer Welle 19 sitzen und dienungsmann gegen das von dem Arbeitsarm zu ^auf ihr mittels Muttern 19 a festgeklemmt werden handhabende radioaktive Material schützt. Der Rohr- können. Jeder Teil des Gewichtes 18 ist exzentrisch träger 3 ist durch Platten 13 in der Schutzwand mon- auf der Welle 19 gelagert, wodurch das Gesamttiert und verdrehbar gelagert. In der Fig. 1 sind nur 30 moment, welches durch die Gewichte ausgeübt wird, die oberen Teile des Bedienungsarmes 1 und des durch Verdrehung einer oder beider Teile geändert Arbeitsarmes 2 dargestellt, da die unteren Teile ein- werden kann, worauf diese Teile in ihrer Stellung schließlich der Handsteuerungen und der Zangen be- durch Anziehen der Muttern 19 β befestigt werden, kannte Ausbildung haben und nicht Teile der Erfin- Ein weiteres Bleigewicht 20 ist dem ersteren Gedung bilden. 35 wicht 18 gegenüberliegend auf dem Rohrträger 3 be-

Um die gewünschte Bewegung des Arbeitsarmes festigt, um das Gewicht 18 auf der Welle 22 in bezug in einer Ebene senkrecht zur Schutzwandebene zum auf die Mittellinie des Rohrträgers zu kompensieren, und weg von der Schutzwand, wie es im allgemeinen da anderenfalls eine Gleichgewichtsstörung jeweils bei solchen Handhabungsvorrichtungen der Fall ist, ^bei der Verdrehung des Rohrträgers auftreten würde, zu erreichen, wird der Arbeitsarm 2 mit dem einen 40 Der Bedienungsarm trägt ein unabhängiges Gegen-Ende einer Verbindungsstange 5 verbunden, deren gewicht 21.

entgegengesetztes Ende mit dem einen Ende eines Eine seitliche Bewegung des Arbeitsarmes 2

Winkelhebels 6 verbunden wird, der schwenkbar parallel zur Schutzwand 4 ohne seitliche Verstellung zwischen einem Paar Lagerschilder 7 gelagert ist. gegenüber dem Bedienungsarm 1 kann gewünschten-Die Verbindungsstange 5 besitzt teilkugelige Enden 45 falls durch entsprechende seitliche Bewegung des als Lagerflächen, so daß sie bei seitlichen Verstel- Bedienungsarmes immer erreicht werden, wenn der lungen des Arbeitsarmes der Vorrichtung verkantet Antrieb 12 außer Tätigkeit gesetzt ist, so daß das oder verdreht werden kann, wie nachstehend be- Gehäuse 11 und der Rohrträger 3 gemeinsam verschrieben wird. Das andere Ende des Winkel- dreht werden.

hebeis 6 ist mit einem Antrieb 8 in Form eines 50 Durch die Erfindung wird somit ein Mechanismus Elektromotors, der ein Schneckengetriebe treibt, ver- vorgeschlagen, der die seitliche Verstellung des bunden. Der Antrieb ist weiter mit einem Hebel 9 Arbeitsarmes der Vorrichtung gegenüber dem Beverbunden, der mit dem Bedienungsann 1 durch einen dienungsarm und ebenfalls ein Ausbalancieren des Lenker 10 gekuppelt ist. Der Bedienungsarm ist eben- Arbeitsarmes bei seinen Bewegungen zuläßt. Das falls zu den Lagerschildern 7 verschwenkbar, die auf 55 drehende Gelenksystem zwischen dem Arbeitsann sich diametral gegenüberliegenden Seiten eines ring- und dem Gewicht 18 mit der Verbindungsstange 14, artigen Gehäuses 11 befestigt sind, welches auf dem dem Hebel 15 und dem Lenker 17 läßt das Ge-Rohrträger 3 drehen kann und auf exzentrischen wicht 18 bei der Bewegung des Arbeitsarmes zum Laufringen sitzt, die verstellbar sind, um eine Zen- und weg von der Schutzwand 4 als auch bei der seittrierung des Gehäuses und eine Herabsetzung des 60 liehen Verstellung des Arbeitsarmes wirksam werden. Spieles zu erreichen. Der Antrieb 8 betätigt das be- Die Figuren 3 a und 3 b zeigen schematische Drauf-

schriebene Gelenksystem und damit den Arbeitsarm 2 sichten von Handhabungsvorrichtungen, bestehend in Richtung zum und weg von der Schutzwand 4 aus einem Bedienungsarm 1 mit zugehörigen Handüber die Verbindungsstange 5. Steuerungen und einem Arbeitsarm 2 mit Zangen la,

Die Anordnung des Bedienungsarmes 1 auf dem 65 die auf abgekehrten Enden des Rohrträgers 3 sitzen, Gehäuse 11, welches sich gegenüber dem Rohr- welcher sich durch die Schutzwand 4 erstreckt, die träger 3 drehen kann, ermöglicht einem Bedienungs- einen Bedienungsmann 0 am Bedienungsarm 1 gegen mann, ohne Ortsveränderung eine seitliche Verstel- den radioaktiven Bereich eines durch die Zangen 2 α

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des Arbeitsarmes 2 zu handhabenden Gegenstandes X schützt. Der Bedienungsmann O beobachtet die Handhabungen des Arbeitsarmes 2 und der Zangen 2 a durch das strahlungssichere Fenster 4 a.

Fig. 3 a zeigt die Bewegung, die ein Bedienungsmann 0 bei früheren Konstruktionen einer Handhabungsvorrichtung ausführen muß, um einen seitlich zur einen Seite des Fensters 4 a befindlichen Gegenstand zu handhaben, während Fig. 3 b schematisch die Stellung des Bedienungsmannes bei gleicher seitlicher Verschiebung des Arbeitsarmes 2 bei einer Handhabungsvorrichtung nach der Erfindung zeigt.

Hieraus ergibt sich, daß es bei der bekannten Handhabungsvorrichtung nach Fig. 3 a zur seitlichen Verstellung des Arbeitsarmes 2 zwecks Handhabung des Gegenstandes X links vom Fenster 4 a notwendig ist, daß sich der Bedienungsmann 0 aus der Stellung A zur Bewegung des Bedienungsarmes 1 in eine entsprechende Stellung B links vom Fenster bewegen muß, so daß es für ihn von dort aus schwierig ist, die Arbeit des Arbeitsarmes und der Werkzeuge bei der Handhabung des Gegenstandes X zu überwachen. Wie sich jedoch aus Fig. 3 b bei der Ausführung einer Handhabungsvorrichtung nach der Erfindung ergibt, ist es möglich, den Arbeitsarm 2 seitlich gegenüber dem Bedienungsarm 1 zu verstellen, wodurch die Zangen 2a in eine Stellung bewegt werden, in der sie den Gegenstand X seitlich des Fensters 4 a handhaben können, während der Bedienungsarm 1 immer in einer Stellung vor dem Fenster gehalten wird, womit auch der Bedienungsmann 0 in der Stellung A vor dem Fenster stehenbleiben kann und dadurch ständig die Handhabung der Zangen 2 α durch das Fenster leicht überwachen kann. Wie sich aus Fig. 3 a und 3 b ergibt, soll die gezeigte Handhabungsvorrichtung durch die linke Hand eines Bedienungsmannes betätigt werden, jedoch ist es möglich, eine gleiche Handhabungsvorrichtung in einer gestrichelt angedeuteten Lage P zur Betätigung durch die rechte Hand des Bedienungsmannes vorzusehen.

Innerhalb des Lösungsgedankens der Erfindung können verschiedene Abänderungen vorgenommen werden. Es können z. B. die Gegengewichte auch andere Formen aufweisen als sie beschrieben sind. Weiter ist es für bestimmte Anwendungsfälle möglich, das Ausbalancieren des Arbeitsarmes wegfallen zu lassen, so daß dann auch die Gewichte 18 und 20, die Hebel 23 und 15, der Lenker 17 und die Verbindungsstange 14 in Wegfall kommen. Weiter kann zur Verbindung des Bedienungsarmes 1 mit der Verbindungsstange 3 eine andere Anordnung getroffen werden als beschrieben ist.

Schließlich ist verständlich, daß die Handhabungsvorrichtung nicht nur zur Handhabung radioaktiver Stoffe, sondern auch für andere Zwecke benutzt werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 60

1. Vorrichtung zur Handhabung von hinter einer trennenden Schutzwand befindlichen Gegenständen, bei der ein in der Schutzwand gelagerter horizontaler Rohrträger an entgegengesetzten Enden mit einem schwenkbaren Bedienungsarm und einem schwenkbaren Arbeitsarm versehen ist, die durch einen Gelenkmechanismus so verbunden sind, daß dem Arbeitsarm durch Bewegen des Bedienungsarmes gleichgerichtete und gleich große Bewegungen aufgezwungen werden, da durch gekennzeichnet, daß in bereits vorgeschlagener Weise ein weiterer Mechanismus für eine zusätzliche seitliche Verstellung des Arbeitsarmes (2) aus der durch den Rohrträger (3) und den Bedienungsarm (1) gebildeten Ebene heraus vorgesehen ist, wobei der Bedienungsann (1) schwenkbar mit einem Gehäuse (11) verbunden ist, welches gegenüber dem Rohrträger (3) durch einen betätigbaren Antrieb (12) verdrehbar ist und dabei die relative seitliche Verstellung zwischen Bedienungsarm (1) und Arbeitsarm (2) der Handhabungsvorrichtung bewirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) auf dem Rohrträger (3) festklemmbar ist, nachdem eine gewünschte seitliche Bewegung durch Verdrehung des Gehäuses (11) gegenüber dem Rohrträger (3) vorgenommen worden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Antrieb (12) und ein Gelenksystem zwischen dem Rohrträger (3) und dem Gehäuse (11) vorgesehen sind, durch die eine Verdrehung zwischen dem Bedienungsarm (1) und dem Rohrträger (3) durchgeführt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzschalter im Stromkreis des elektrischen Antriebes (12) vorgesehen ist, der den Antrieb abschaltet, falls der Bedienungsmann eine seitliche Verlagerung des Arbeitsarmes bewirken will, bevor das festgeklemmte verdrehbare Gehäuse (11) gelöst ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zum teilweisen Ausbalancieren des gegenüber dem Bedienungsarm (1) seitlich verlagerten Arbeitsarmes (2) Ausgleichmittel (Gewicht 18) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichmittel aus mindestens einem vom Rohrträger (3) getragenen Gewicht (18) bestehen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (18) auf einem Hebel (23) angeordnet ist, der gegenüber dem Rohrträger (3) verschwenkbar und mit dem Arbeitsarm (2) durch eine Lenkeranordnung (15, 17) verbunden ist, die ebenfalls am Rohrträger verschwenkbar gelagert ist, wobei eine Verbindungsstange (14) durch den Rohrträger zwischen der Lenkeranordnung und dem Arbeitsarm verläuft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (18) aus mehreren Teilen besteht, durch die das Gesamtgewicht durch Hinzufügen oder Abnehmen von Teilen veränderbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Gewichtes (18) einstellbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Gewichtes (18) aus mehreren Scheiben zusammengesetzt ist, die exzentrisch auf einer Welle (19) montiert sind, so daß das Gesamtmoment, welches durch das Gewicht ausgeübt wird, durch

Verdrehung einer oder mehrerer Scheiben gegenüber der Welle veränderbar ist, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Lage der eingestellten Scheiben auf der Welle festzulegen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzliches Gewicht (20) auf dem Rohrträger (3) montiert ist, durch das ein Gewichtsausgleich des die Gewichte (18) tragenden Teiles erfolgt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das verdrehbare Gehäuse (11) aus einem Gußring besteht, der auf dem Rohrträger (3) mittels exzentrischer Kugellager montiert ist, die einstellbar sind, um ein Zentrieren zuzulassen und den Spielraum herabzusetzen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstange (5), die den Bedienungsarm (1) um den Arbeitsarm (2) zur Bewegung des letzte-

ren in eine Richtung zum und weg vom Bedienungsarm verbindet, an ihrenEnden mit kugeligen Lagerflächen versehen ist, um zuzulassen, daß die Verbindungsstange (5) sich bei der seitlichen Verschiebung des Arbeitsarmes (2) gegenüber dem Bedienungsarm (1) neigen oder verdrehen kann.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um mindestens einige der Gelenksysteme zwischen dem Bedienungsarm (1) und dem Arbeitsarm (2) der Vorrichtung einstellen zu können.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 822 094, 2 861699, 861700, 2861701.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1129 670.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen