DE1431923C3 - Actuating device for a gripper, especially for fuel elements - Google Patents

Actuating device for a gripper, especially for fuel elements

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DE1431923C3 DE1431923A DEJ0028610A DE1431923C3 DE 1431923 C3 DE1431923 C3 DE 1431923C3 DE 1431923 A DE1431923 A DE 1431923A DE J0028610 A DEJ0028610 A DE J0028610A DE 1431923 C3 DE1431923 C3 DE 1431923C3
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Franz 5070 Bergisch-Gladbach Mohm
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    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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    • G21C19/02—Details of handling arrangements
    • G21C19/10—Lifting devices or pulling devices adapted for co-operation with fuel elements or with control elements
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung für einen durch ein Steuergetriebe mittels zweier verkürz- und verlängerbarer Verbindungselemente zu betätigenden Greifer insbesondere für Brennstoffelemente von Kernreaktoren, wobei die gleichgerichtete Bewegung der Verbindungselemente eine Ortsänderung und die gegenläufige Bewegung der Verbindungselemente das öffnen bzw. Schließen des Greifers herbeiführen und das Steuergetriebe eine Antriebswelle mit zwei darauf drehbar gelagerten, an je einem der beiden Verbindungselemente angreifenden Drehelementen, wie Seiltrommeln, Zahnräder oder dgl. mit jeweils einem stirnseitigen Kegelzahnkranz aufweist und ein um eine zu der Antriebswelle senkrecht gelegene Achse drehbares, mit den beiden Kegelzahnkränzen kämmendes Kegelzahnrad sowie Mittel zum Einstellen der Drehelemente hat.The invention relates to an actuating device for a by means of a control gear two shortenable and lengthenable connecting elements to be operated gripper in particular for Fuel elements of nuclear reactors, with the unidirectional movement of the connecting elements a change in location and the opposite movement of the connecting elements open or close the Bring the gripper and the control gear has a drive shaft with two rotatably mounted on it, on each one of the two connecting elements engaging rotary elements, such as cable drums, gears or the like. each having a face-side bevel ring gear and one perpendicular to the drive shaft located axis rotatable bevel gear meshing with the two bevel gear rings as well as means for Has adjusting the rotating elements.

Ein derartiger Greifer wird in der Regel von einem in horizontaler Ebene verfahrbaren, z. B. auf einer Katze angebrachten Fernsteuergetriebe betätigt, mit dem derSuch a gripper is usually moved by a horizontal plane, for. B. on a cat attached remote control gear operated, with which the

heb- und senkbare Greifer in Verbindung steht, und dient in erster Linie zum Einsetzen und Ziehen von vorzugsweise stabförmigen Brenn-, Moderator-, Regelstäben, Absorbern, Meßkammern und dgl. Es sind ri jedoch auch andere Einsatzmöglichkeiten für derartige Betätigungsvorrichtungen gegeben, beispielsweise in der Weise, daß die Greifer-Verschiebebewegung in horizontaler Ebene verläuft.
Aus der deutschen Patentschrift 5 45 631 ist einraisable and lowerable gripper is in communication, and is primarily used for inserting and pulling of preferably bar-shaped fuel, moderator, control rods, absorbers, measuring chambers and the like. It is, however, r i, other possible uses for such actuators, where, for example, in such that the gripper displacement movement runs in the horizontal plane.
From the German patent specification 5 45 631 is a

in Zweiseil-Windwerk mit überlagerbaren Antrieben und mit zwei Motoren bekannt, von denen der eine beide Trommeln mit gleicher Geschwindigkeit antreibt, während der andere nur auf die Schließseiltromme einwirken kann. Hier ist ein Zahnritzel vorhanden, dasin two-rope winch with drives that can be superimposed and known to have two motors, one of which drives both drums at the same speed, while the other can only act on the closing cable drum. There is a pinion here that

' > mit seiner Achse senkrecht auf der Hauptwelle stehend gelagert ist und das dazu dient, die Relativbewegung zwischen den Trommeln zu erzeugen und damit die öffnungs- und Schließbewegung des Greifers hervorzubringen. Der Hubseiltrommel ist ein Antrieb in der'> standing with its axis perpendicular to the main shaft is mounted and that serves to generate the relative movement between the drums and thus the bring about opening and closing movement of the gripper. The hoist rope drum is a drive in the

-'υ Weise überlagert, daß die Schließseiltrommel die öffnungs- und Schließbewegung durchführt. Nachteilig hieran ist, daß das Hubseil und das Schließseil völlig getrennte Funktionen aufweisen und daß ersteres die Gesamtlast tragen muß. Vorrichtungen dieser und-'υ way that the closing cable drum superimposed the carries out opening and closing movements. The disadvantage here is that the hoist rope and the closing rope completely have separate functions and that the former must bear the entire burden. Devices of this and

:r> ähnlicher Art sind für den Reaktorbetrieb nicht geeignet. : r> of a similar type are not suitable for reactor operation.

In einem Aufsatz von H. Enke »Elektrische Ausrüstungen für Greiferkrane« in der Zeitschrift »Fördern und Heben« 1951, S. 153 wird eineIn an article by H. Enke "Electrical equipment for grab cranes" in the magazine "Conveying and lifting" 1951, p. 153 becomes one

jo Zweitrommelwinde mit Planetengetriebe und Antrieb durch zwei Motoren beschrieben, bei der ebenfalls dei Hubbewegung durch den einen Antrieb eine Öffnungsbzw. Schließbewegung durch den anderen Antrie überlagert werden kann, jedoch unter Inkaufnahme dejo two-drum winch with planetary gear and drive by two motors described, in which also dei Stroke movement through the one drive an opening or. Closing movement by the other drive can be overlaid, but with acceptance de

irj Umstandes, daß bei Stillstand des Hubwerkes un Betätigen des Schließwerkes der Greifer eine Ortsände rung erfährt und bei laufendem Hubwerk ein Geschwindigkeitsänderung; diese Eigenschaft mach das beschriebene Hebezeug für den Umgang mi r j the fact that when the hoisting gear is at a standstill and the closing gear is actuated, the gripper experiences a change of location and a change in speed when the hoisting gear is running; this property makes the hoist described for handling m

4« empfindlichen Gegenständen, wie es die Kernelement von Reaktoren sind, ungeeignet.4 «Sensitive objects, such as the core elements of reactors, are unsuitable.

Eine auch für den Einsatz in Kernreaktoren geeignet Betätigungsvorrichtung für Greifer ist aus der französ sehen Patentschrift 13 19 304 bekannt. Hier ist deiAn actuating device for grippers that is also suitable for use in nuclear reactors is from the French see patent 13 19 304 known. Here is yours

•'■j Greifer durch ein verkürz- und verlängerbares Verbin dungselement an ein Steuergetriebe mittels zweiei Kupplungselemente angeschlossen, die zur Verschiebe bewegung des Greifers in Längsrichtung gleichsinni, mittels eines Antriebs bewegbar sind, der durch eine• '■ j gripper with a shortenable and lengthenable connection connection element connected to a control gear by means of two coupling elements that are used to move movement of the gripper in the same direction in the longitudinal direction, can be moved by means of a drive which is driven by a

'>" zweiten Antrieb in der Weise überlagerbar ist, daß di Kupplungselemente gegensinnig zueinander verstellba und dadurch die Greiferbacken offen- und schließba sind. Diese Vorrichtung arbeitet mit Ketten, die übe Kettenräder und ein Kettenrad geführt sind. Modern The second drive can be superimposed in such a way that the coupling elements can be adjusted in opposite directions and the gripper jaws can be opened and closed. This device works with chains that are guided over chain wheels and a chain wheel. Modern

"'■> Reaktoren haben sehr hohe Betriebstemperaturen, se daß die Verwendung von Ketten zu Unzuträglichkeitei führt, beispielsweise infolge der unvermeidlichen Lan genänderungen und der Notwendigkeit, mit Mitteln zi arbeiten, die die Kettenreibung vermindern. Insbeson"'■> Reactors have very high operating temperatures, se that the use of chains leads to intolerance, for example as a result of the inevitable Lan genetic changes and the need to work with means that reduce chain friction. Especially

μ» dere bei flüssigmetallgekühlten Kernreaktoren verbie tet sich die Anwendung von Ketten, weil bei de Verwendung von Natrium als Kühlmittel die Bewe gungsfähigkeit der Kettenglieder durch Ablagerung voi Oxyden sehr stark behindert wird. Hier ist nur ein«μ »others in the case of liquid metal-cooled nuclear reactors The use of chains is advantageous because the use of sodium as a coolant makes the move The ability of the chain links to move is severely hindered by the deposition of oxides. Here is only one «

b" Umschaltbewegung von der geöffneten in die geschlos sene Stellung des Greifers bzw. umgekehrt möglich, d. h keine Anpassung an etwa verschiedene Durchmesse der zu greifenden Gegenstände, wobei die Betätigungsb "Switching movement from the open to the closed sene position of the gripper or vice versa possible, d. h no adaptation to different diameters of the objects to be gripped, the actuation

kraft und bei laufendem Hubwerk deren Differenz zur Antriebskraft durch die Bedienungsperson aufgebracht werden muß. Um die öffnungs- und Schließbewegung zu steuern, bedarf es bei dieser bekannten Vorrichtung einer Drehung des Kettenrades, die jedoch nur bis zu einem Drehwinkel von 180° ausgenutzt werden kann, da eine größere Drehung wiederum eine Rückbewegung des Greifers hervorrufen würde. Um genügend Hub für eine exakte und zuverlässige Greiferbetätigung zur Verfügung zu haben, ist eine erhebliche Mindestgröße des Kettenrades erforderlich.force and when the hoist is running, the difference to the driving force applied by the operator must become. In order to control the opening and closing movement, this known device is necessary a rotation of the sprocket, which can only be used up to a rotation angle of 180 °, because a larger rotation would in turn cause a return movement of the gripper. To have enough stroke for Having accurate and reliable gripper actuation available is a substantial minimum of the sprocket required.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Betätigungsvorrichtung für einen Greifer, der mittels zweier verkürz- und verlängerbarer Verbindungselemente betätigbar ist, für den Einsatz in Kernreaktoren zu schaffen, insbesondere in solchen, die mit Flüssigmetall gekühlt sind, für die in gleicher Weise als Seile, Bänder, Ketten oder Zahnstangen ausgebildete Verbindungselemente verwendbar und geeignet sind, die um ein beliebig großes Maß verkürzt bzw. verlängert werden können und bei geringen Abmessungen der Vorrichtung eine betriebssichere Ausbildung darstellen.The object of the invention is to provide an actuating device for a gripper that is shortened by means of two and extendable connecting elements are actuatable to create use in nuclear reactors, especially in those that are cooled with liquid metal, for which in the same way as ropes, ribbons, chains or racks formed connecting elements are usable and suitable, which around any large extent can be shortened or lengthened and with small dimensions of the device a represent reliable training.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Kegelzahnrad auf einer an der Antriebswelle drehbar gelagerten Steuerwelle sitzt, daß die Antriebswelle zumindest in ihrem die Drehelemente aufnehmenden Abschnitt als Hohlwelle ausgebildet ist und daß innerhalb dieses Abschnitts an der Steuerwelle ein Steuerantrieb angreift.To solve this problem, the invention proposes that the bevel gear on one of the Drive shaft rotatably mounted control shaft sits that the drive shaft at least in its the rotary elements receiving section is designed as a hollow shaft and that within this section on the control shaft a steering drive attacks.

Durch die drehbare Lagerung der Drehelemente auf der mit einem selbständigen Antrieb versehenen Antriebswelle und durch einen zweiten unabhängigen Antrieb der Drehelemente gelingt eine beliebige Überlagerung der beiden für die Greiferverschiebung und für dessen Schließbewegung vorgesehenen Antriebe. Due to the rotatable mounting of the rotating elements on the equipped with an independent drive Any drive shaft and a second independent drive of the rotating elements can be achieved Overlay of the two drives provided for the gripper displacement and for its closing movement.

Die Mittel zum Einstellen der Drehelemente bestehen nach einer Weiterbildung der Erfindung aus einem innerhalb der Antriebswelle auf der Steuerwelle angeordneten Ritzel, an dem eine in Richtung der Antriebswelle linear bewegbare Zahnstange angreift.According to a development of the invention, the means for adjusting the rotary elements consist of one arranged within the drive shaft on the control shaft pinion on which one in the direction of Drive shaft engages linearly movable rack.

Diese wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durch einen außerhalb der Antriebswelle etwa in Verlängerung von deren Achse ortsfest angeordneten Steuerantrieb bewegt, der mit einer an der Zahnstange angreifenden Schubstange über eine in Schub- und Zugrichtung geschlossene, jedoch in Drehrichtung der Antriebswelle freie Kupplung verbunden ist.According to a further embodiment of the invention, this is achieved by an outside of the drive shaft moved about in extension of the axis of stationary control drive, which is connected to the rack engaging push rod via a closed in push and pull direction, but in Direction of rotation of the drive shaft free coupling is connected.

Der Antrieb der Drehelemente in gegensinnigerThe drive of the rotating elements in opposite directions

in Drehrichtung geschieht also in der Art, daß das gemeinsame Kegelzahnrad für beide Drehelemente mittels einer Steuerwelle mit einem im Inneren der Antriebswelle gelagerten Ritzel verbunden ist, welches mit einer Zahnstange in Eingriff steht.in the direction of rotation so happens in such a way that the common bevel gear for both rotating elements by means of a control shaft with one inside the Drive shaft mounted pinion is connected, which is in engagement with a rack.

rl Diese Ausführung des Antriebs für die gegenläufige Drehbewegung der Drehelemente hat den Vorteil, daß der Steuerantrieb außerhalb der Antriebswelle stationär angebracht werden kann. Es ist jedoch auch möglich, einen motorischen Antrieb innerhalb der Antriebswellerl This version of the drive for the counter-rotating Rotary movement of the rotary elements has the advantage that the control drive is stationary outside the drive shaft can be attached. However, it is also possible to have a motor drive within the drive shaft

.'ο unterzubringen..'ο accommodate.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt, welches im folgenden näher beschrieben ist:
Die Betätigungsvorrichtung besteht zunächst ausIn the drawing, an embodiment of the invention is shown schematically, which is described in more detail below:
The actuating device initially consists of

:> einer in einem Abschnitt 4 als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle 4a, die in horizontaler Ebene in einem Gehäuse 3 gelagert und durch einen Motor 5 angetrieben ist.:> one designed as a hollow shaft in a section 4 Drive shaft 4a, which is mounted in a housing 3 in a horizontal plane and driven by a motor 5 is driven.

Auf der Hohlwelle 4 sind drehbar Drehelemente 10,Rotatable elements 10 are rotatable on the hollow shaft 4,

in 11 für Verbindungselemente 12, 13 zum Greifer gelagert, die mit Kegelzahnkränzen 8, 9 versehen sind. Diese kämmen mit einem Kegelzahnrad 7, welches die Drehachse der Hohlwelle 4 schneidend in derselben auf einer Steuerwelle 6 gelagert ist.in 11 for connecting elements 12, 13 to the gripper stored, which are provided with bevel gear rings 8, 9. These mesh with a bevel gear 7, which the The axis of rotation of the hollow shaft 4 is mounted on a control shaft 6 in a cutting manner therein.

i- Auf dieser Welle 6 sitzt eir Ritzel 16, welches mit einer in Richtung der Drehachse der Hohlwelle 4 verschiebbar geführten Zahnstange 14 kämmt. Die Zahnstange 14 steht mittels einer Schubstange 14a über eine zug- und druckfeste, drehbare Kupplung 1 mitA pinion 16 is seated on this shaft 6, which is connected to a pinion 16 in the direction of the axis of rotation of the hollow shaft 4 slidably guided rack 14 meshes. The rack 14 protrudes by means of a push rod 14a a tensile and pressure-resistant, rotatable coupling 1 with

■in einem Steuerantrieb 15 in Verbindung, welcher am Gehäuse 3 gelagert ist.■ in a control drive 15 in connection, which on Housing 3 is mounted.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

14 Patentansprüche:14 claims: 1. Betätigungsvorrichtung für einen durch ein Steuergetriebe mittels zweier verkürz- und verlängerbarer Verbindungselemente zu betätigenden Greifer insbesondere für Brennstoffelemente von Kernreaktoren, wobei die gleichgerichtete Bewegung der Verbindungselemente eine Ortsänderung und die gegenläufige Bewegung der Verbindungselemente das öffnen bzw. Schließen des Greifers herbeiführen und das Steuergetriebe eine Antriebswelle mit zwei darauf drehbar gelagerten, an je einem der beiden Verbindungselemente angreifenden Drehelementen, wie Seiltrommeln, Zahnräder o. dgl., mit jeweils einem stirnseitigen Kegelzahnkranz aufweist und ein um eine zu der Antriebswelle senkrecht gelegene Achse drehbares, mit den beiden Kegelzahnkränzen kämmendes Kegelzahnrad sowie Mittel zum Einstellen der Drehelemente hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Kegelzahnrad (7) auf einer an der Antriebswelle (4a) drehbar gelagerten Steuerwelle (6) sitzt, daß die Antriebswelle (4a) zumindest in ihrem die Drehelemente (10, 11) aufnehmenden Abschnitt (4) als Hohlwelle ausgebildet ist und daß innerhalb dieses Abschnitts (4) an der Steuerwelle (6) ein Steuerantrieb (15) angreift.1. Actuating device for a gripper to be actuated by a control gear by means of two shortenable and lengthenable connecting elements, in particular for fuel elements of nuclear reactors, the unidirectional movement of the connecting elements causing a change in location and the opposing movement of the connecting elements causing the gripper to open and close and the control gear a Drive shaft with two rotatably mounted rotating elements, such as cable drums, gears or the like, each engaging on one of the two connecting elements, each with a front bevel gear rim and a bevel gear wheel that is rotatable about an axis perpendicular to the drive shaft and meshing with the two bevel gear rings as well Has means for adjusting the rotary elements, characterized in that the bevel gear (7) sits on a control shaft (6) rotatably mounted on the drive shaft (4a) , that the drive shaft (4a) at least in its the rotary elements (10 , 11) receiving section (4) is designed as a hollow shaft and that a control drive (15) engages within this section (4) on the control shaft (6). 2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Antriebswelle (4a) auf der Steuerwelle (6) ein Ritzel (16) angeordnet ist und daß an diesem Ritzel (16) eine durch den Steuerantrieb (15) in Erstreckungsrichtung der Achse der Antriebswelle (4a) linear bewegbare Zahnstange (14) angreift.2. Actuating device according to claim 1, characterized in that a pinion (16) is arranged within the drive shaft (4a) on the control shaft (6) and that on this pinion (16) one through the control drive (15) in the direction of extent of the axis of Drive shaft (4a ) engages linearly movable rack (14). 3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerantrieb (15) außerhalb der Antriebswelle (4a) etwa in Verlängerung von deren Achse ortsfest angeordnet ist und daß in einer den Steuerantrieb (15) mit der Zahnstange (14) verbindenden Schubstange (14a) eine in Schub- und Zugrichtung geschlossene, jedoch in Drehrichtung der Antriebswelle (4a) freie Kupplung (1) vorgesehen ist.3. Actuating device according to claim 2, characterized in that the control drive (15) outside of the drive shaft (4a) is arranged in a stationary manner approximately as an extension of its axis and that in a push rod (14a) connecting the control drive (15) to the rack (14) ) a closed in push and pull direction, but free in the direction of rotation of the drive shaft (4a) coupling (1) is provided.
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