DE2450778C3 - Fernbedienbare Greifvorrichtung für Gegenstände in strahlenbelasteten Anlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine fernbedienbare Greifvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

In einem Kernreaktor wird die Bestrahlung von Proben mit Neutronen zu einem häufigen Routinearbeitsgang, der allerdings durch Sicherheitsauflagen, die der Gefährlichkeit der Kernstrahlung wegen notwendig sind, einen gewissen Aufwand erfordert. Dieser besteht unter anderem darin, daß die Proben in dafür vorgesehene Positionen am oder im Reaktorkern, der sich mehrere Meter unter Wasser befindet, von oben einzubringen und von dort wieder zu entfernen und an einer Stelle zu deponieren sind, wo sie keiner Bestrahlung mehr ausgesetzt sind und wo eine Abschirmung ihrer eigenen Strahlung gewährleistet ist. Der Einsatz fernbedienter Greifvorrichtungen ist daher unerläßlich.

Es ist bekannt, an fast allen einschlägigen Reaktorstalionen relativ einfache Werkzeuge zu gebrauchen, mit denen ein direktes fernbedienbares Hantieren mit Proben möglich erscheint. Solche Werkzeuge sind unter anderem am Ende von Stangen, Bowdenzügcn oder Elektrokabeln von mechanisch oder elektrisch betätigten Greifvorrichtungen befestigt, die von bestimmten Stellen dieser Geräte aus bedient werden können, um die Proben zu greifen und wieder abzusetzen. Keines ι dieser Werkzeuge ist optimal sicher und gleichzeitig handlich. Stangen erforderlicher Länge sind relativ schwer und sperrig, außerdem muß jede Stelle, die der Greifer erreichen soll, auf geradem Wege zugänglich sein. Dieser Nachteil entfällt zwar bei Bowdenzügen

ι» und Kabeln, jedoch ist deren Einsatz unter Wasser durch Korrosions-, Schmier-, Dicht- und Isolationsprobleme nicht ohne Probleme.

An solche Elemente wird auch noch die Forderung nach Unabhängigkeit vom umgebenden Medium

π gestellt, da selbst beim gleichen Reaktortyp, wie z.B. beim TRIGA-Reaktor, trockene und nasse Bestrahlungspositionen vorkommen können. Dabei handelt es sich meist um leere Brennelementpositionen in Wasser oder um Positionen im Bestrahlungskarussell, einem den

:ti Reaktorkern umgebenden konzentrischen Ring. Allein beim TRIGA-Reaktor finden sowohl luft- wie auch wassergefüllte Bestrahlungskarusselle Verwendung. Die Beschickung der Bestrahlungseinrichtung erfolgt zweckmäßig durch ein Führungsrohr, dem sogenannten

r, Probenleitrohr, das beliebig gebogen sein kann, solange es nur überall ausreichend Gefälle besitzt.

Eine Greifvorrichtung der eingangs genannten Art für den Transport solcher zu bestrahlender Gegenstände ist aus der DE-AS 15 06 516 bekannt. Bei ihr ist im

ji: Gehäuse ein in axialer Richtung relativ zum Gehäuse verschiebbarer und stellungsabhängig auf die Greifhaken einwirkender Stift (Schieber) angeordnet, der an einem Seil aufgehängt ist. Der Schieber ist durch eine Entlastung des Seils von einem selbsttätig umschaltba-

j-, ren, am Schieber gelagerten Sperrglied zwingend abwechselnd in zwei verschiedene Stellungen zum Greifen bzw. Freigeben der Last arretierbar. Als Sperrglied hierzu verwendet es ein Diabolo bzw. ein Doppeldiabolo, das mit zwei Anschlägen am Gehäuse

•to zusammenwirkt. Sollen die Gegenstände z. B. in Zwischenstationen vorübergehend außerhalb von Roh ren abgesetzt werden, hat das zur Folge, daß auf Grund seines Gewichtes der zylinderförmige Körper nach unten sich verschiebt und entriegelt. Äußere Einflüsse können dann eine Trennung von Greifern und Gegenstand bewirken. Um dies auszuschließen, sind deshalb noch Sperrklinken vorgesehen, die in Kerben an dem Schieber eingreifen und diesen in zwei Stellungen, nämlich in Greif- und Freigabestellung der Greifhaken

so arretieren. Die Sperrklinken ragen mit ihren mit Rollen versehenen Enden aus dem Gehäuse heraus, so daß ihre Sperrstellung jeweils bei Einführung der Greifvorrichtung in einen passenden Rohrkörper aufgehoben wird und die Greifvorrichtung durch Entlasten des Seils in

■55 der oben beschriebenen Weise betätigt werden kann. Die bekannte Greifvorrichtung ist somit in der betriebssichersten Ausführung technisch aufwendig und dabei nur für das Aufnehmen und Absetzen von Gegenständen innerhalb von Rohren mit bestimmten Durchmessern brauchbar.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine fernbedienbare Greifvorrichtung zu bieten, die bei einem Minimum an technischem Aufwand handlich, ausreichend betriebssicher und sowohl unter Wasser

b5 wie auch in der Luft einsetzbar ist und bei der der momentane Betriebszustand immer eindeutig bekannt ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale in dem

kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs gelöst.

Die besonderen Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Greifvorrichtung bei geringerem technischen Aufwand als die bekannte Greifvorrichtung in einfacher Weise die zu transportierenden Gegenstände außerhalb oder innerhalb von Rohren zu ergreifen bzw. freizugeben gestattet wozu das Seil mit dem Stift nur entlastet und abgesenkt und dann langsam bzw. rasch aufwärts bewegt werden muß. Ferner ist die Aufhängung der Greifvorrichtung aufrollbar und benötigt somit weniger Raum als Vorrichtung mit Stangen und Bowdenzügen und außerdem braucht die Greifvorrichtung nur ein normales Seil und keine elektrische oder komplizierte mechanische Kraftübertiagung. Von weiterem Vorteil ist, daß das An- und Abkuppeln von der Steckzelle und Greifvorrichtung unabhängig von der Lage in bezug auf Drehung und damit von Sichtverhältnissen bei entsprechender Führung ist. Die zugehörige Steckzelle ist als Klammer ausgebildet und kann trotz Normierung verschiedene Probenumhüllungen aufnehmen, so daß ein leichtes Umsetzen der Probenumhüllungcn in eine andere gleicher oder ähnlicher Bauart möglich ist Ferner umschließt sie die Probenumhüllungen nur zu einem Teil ihrer Länge, wodurch die Kühlung der Probenhüllen durch Schlitzkanäle im Probenhalter gewährleistet ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei stellt

F i g. 1 einen Schnitt durch die Greifvorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die gleiche Greifverrichtung und eine Steckzelle im gekoppelten Zustand und

F i g. 3 einen Schnitt durch die Steckzelle dar.

Die F i g. 1 zeigt ein Gehäuse 1 aus Metall, dessen Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser von Führungsrohren zu einem nicht näher dargestellten Kernreaktor angepaßt ist. Es ist im wesentlichen in einen oberen Teil 3 und einen unteren Teil 4 aufgeteilt und von einer Bohrung 2 mit nicht konstantem Innenquerschnitt axial durchdrungen. In dieser axialen Bohrung 2 ist ein noch näher zu beschreibender Stift 5 geführt.

Die axiale Bohrung 2 weist zumindest im Bereich des oberen Gehäuseteils 3 eine seitliche schlitzförmige Ausnehmung 7 auf (aus fertigungstechnischen Gründen meist eine auf einem Durchmesser liegende, durchgehende schlitzförmige Ausnehmung), in der mittels einer Achse 8 eine durch Schwerkraft in Ruhestellung gehaltene Sperrklinke 9 angeordnet ist. Diese Sperrklinke 9 weist an ihrem unteren Ende eine Arretiernase 10 auf, welche von noch näher zu beschreibenden Funktionseiementcn an dem Stift 5 betätigt wird. Der Deckel 6 weist eine Bohrung 11 auf, welche mitsamt der Bohrung 12 in einem Anschlag 13 den Stift 5 führt.

Der untere Teil 4 des Gehäuses 1 ist ebenfalls mit einem durchgehenden Schlitz 14 versehen, welcher in bevorzugter Ausführiingsform auf einem Durchmesser liegt. Dieser Schlitz 14 teilt auch einen am unteren Ende 15 angeordneten konisch endenden Zapfen 16 in zwei Teile auf. Innerhalb des Schlitzes sind zwei sich gegenüberliegende Greifhaken 17 und 18 an Achsen 19 und 20 angeordnet und werden durch Schwerkraft in Grundstellung gehalten. An ihren unteren Greifenden 21, 22 besitzen sie nach außen weisende Haken 23 und 24, welche eine noch näher zu beschreibende Steckzelle 36 festhalten können.

Im dargestellten Zustand befinden sich die beiden Greifhaken 17 und 18 in Grundstellung und nehmen, genau wie die Sperrklinke 9, keine Sperrfunktion wahr.

Sowohl die Sperrklinke 9 als auch die Greifhaken 17 und 18 werden gemeinsam von dem Stift 5 bzw. von an ihm angeordneten Funkiionselementen betätigt Für die Sperrklinke 9 sind dies ein Anschlag 25, eine über ihm angeordnete untere Kerbe 26, ein daran anschließender Doppelkegel 27 sowie eine obere Kerbe 28 und ein oberer Anschlag 29, welcher in der Grundstellung des Gehäuses 1 am unteren Rand des Deckels 6 anliegt In der dargestellten Position des Stiftes 5, welcher an seinem oberen Ende 30 mit einem nicht dargestellten Seil verbunden ist, liegt die Arretiernase JO der Sperrklinke 9 auf dem Anschlag 25 auf. Das spitz ausgebildete untere Ende 31 des Stiftes 5 liegt ebenfalls in einer durch die beiden Kanten 32 und 33 der Greifhaken 17 und 18 gebildeten Ausnehmung derart, daß beide in Grundstellung d.h. in nicht gespreiztem Zustand sich befinden.

Die beiden Greifhaken 17 und 18 werden erst bei einer Relativbewegung von Stift 5 zu dem Gehäuse 1 voneinander dadurch getrennt, daß sich die Spitze 31 des Stiftes 5 zwischen acren beiden Berührungsflächen 34 und 35 schiebt. Gleichzeitig gleitet bei dieser Relativbewegung, welche durch Aufsetzen des Zapfens 16 auf einen Gegenstand oder durch eine Bewegung des Stiftes 5 hervorgerufen werden kann, die Arretiernase 10 entlang der Oberfläche des Anschlags 25 bis zu der unteren Kerbe 26. Diese Stellung ist in Fig. 2 dargestellt. Die Airetiernase 10 der Sperrklinke 9 verhindert damit oei normalen Bewegungen ein weiteres Hochziehen des Stiftes 5 und damit ein Entriegeln der beiden Greifhaken 17 und 18.

In der Fi g. 2 haben die beiden Greifhaken 17 und 18 bzw. deren Haktn 23, 24 eine Steckzelle 36 zur Aufnahme von Probenröhrchen 37 arretiert. Der Zapfen 16 ist dabei in eine Bohrung 38 am Deckel 39 der Steckzelle 36 eingeführt worden. Dabei waren selbstverständlich die beiden Greifhaken 17 und 18 in Ruhestellung. Die Relativbewegung des Stifts 5 zu dem Gehäuse 1 bzw. der Steckzelle 36 erfolgte durch Auflage des unteren Endes 15 des Gehäuses 1 auf der Oberfläche 40 der Steckzelle 36 und weiteres herablassen des Stiftes 5. Diese Greifstellung wird durch die Sperrklinke 9 arretiert und das Gehäuse 1 mitsamt der Steckzelle 36 kann gekoppelt bewegt werden.

Die Steckzelle 36 selbst besteht aus zwei Hälften 41 und 42 eine? in Richtung der Achse 43 geteilten Hohlzylinciers, welche zu haltende Probenröhrchen 37 umschließen und durch die Kraft einer sie umspannenden und in einer Nut 44 angeordneten umlaufenden Feder 45 zusammengehalten werden. Durch eine zwischen dec beiden Hälften 42 und 41 oberhalb der Feder 45 befindliche Achse 46 passender Größe werden diese am oberen Ende auf eine entsprechende Distanz gebracht, so daß die Steckzelle 36 durch radialen Druck, welcher das Drehmoment der Feder 45 aufhebt, im unteren Teil geöffnet werden kann. Die Maße und Details der Steckzelle 36 richten sich nach örtlichen Gegebenheiten.

Die Entriegelung von Gehäuse 1 und Steckzelle 36 erfolgt derart, daß zunächst der Stift 5 noch weiter heruntergelassen wird, d. h. der Stift 5 führt eine weitere Relativbewegung gegenüber dem Gehäuse 1 und den Greifhaken 17 und 18 aus. Bei dieser weiteren Bewegung wird an der Stellung der Greifhaken 17 und 18 nichts geändert, jedoch wird die Arretiernase 10 über den Doppelkegel 27 hinweggeführt, wobei sie über dessen konische Seitenflächen 47, 48 von der unteren

Kerbe 26 in die obere Kerbe 28 gleitet. Wird eine weitere Abwärtsbewegung des Stiftes 5 ausgeführt, so gleitet die Arretiernase 10 der Sperrklinke 9 zuerst auf einen Konus 49 des oberen Anschlages 29 auf und führt dabei eine Schwenkung nach außen um die Achse 8 aus, wonach sie bei einer relativ schnellen Aufwärtsbewegung des Stiftes 5 gegen die konische Seitenfläche 48 des Doppelkegels 27 anschlägt und infolge der dadurch erhaltenen Schwenkbewegung nach außen die untere Kerbe 26 überspringt und letzten Endes wieder auf dem Anschlag 25 zur Anlage kommt. Es ist wieder die Ausgangsstellung erreicht, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist. Damit der Stift 5 nicht zu weit in das Gehäuse 1 eindringen kann, ist der Weg von dem Anschlag 25 zu ■ dem Anschlag 13 genau bemessen.

In Fig. 3 ist ein Schnitt A-A durch die Steckzelle 36

dargestellt. Im Innenraum 50 dieser Steckzclle 36 sind drei Probenröhrchen 37 mit kreisförmigen Querschnitt gehaltert. Weiterhin ist der Schlitz 51 zwischen beiden

in Hälften der Steckzelle 36 ersichtlich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Fernbedienbare Greifvorrichtung für Gegenstände, die von und zu einer strahlenbelasteten Anlage zu transportieren sind, mit einem an einem Seil aufgehängten Stift und einem Gehäuse, in dessen Bohrung der Stift zwischen einem oberen und einem unteren Anschlag axial beweglich geführt ist, mit einer Sperrklinke, die um eine Achse schwenkbar in dem Gehäuse gelagert ist und der zwei axia! versetzte, zwischen den oberen und unteren Anschlag an dem Stift angebrachte Kerben zugeordnet sind, so daß bei Eingriff einer an der Sperrklinke vorgesehenen Arretiernase in die untere der beiden Kerben der Stift in einer axialen Stellung arretiert ist, in der am unteren Teil des Gehäuses angebrachte, mittels des Stiftes radial verschwenkbare Greifhaken in Eingriff mit einer Aufhängung an dem zu transportierenden Gegenstand gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kerben (26, 28) durch einen Doppelkegel (27) getrennt sind, über dessen konische Seitenflächen (47, 48) die Arretiernase (10) der durch Schwerkraft verschwenkbaren Sperrklinke (9) bei relativ langsamen axialen Bewegungen des Stiftes (5) von einer zur anderen der beiden Kerben (26, 28) gleitet, und durch dessen obere konische Seitenfläche (48) die Sperrklinke (9) bei relativ schneller Aufwärtsbewegung des Stiftes (5) so weit ven;chwenkt wird, daß sie die Arretierstellung in der unteren Kerbe (26) überspringt und gegen einen radialen Anschlag (25) an dem Stift (5) anschlägt, der die weitere Aufwärtsbewegung des Stiftes (5) bis zur oberen Anschlagstellung freigibt, in der die Greifhaken (17, 18) infolge Schwerkraft aus der Eingriffstellung schwenkbar sind, und daß am unteren Teil (4) des Gehäuses (1) ein konischer Zapfen (16) angeordnet ist, der als zentrierende Führung für die Greifhaken (17, 18) in eine Bohrung (38) an der Oberkante (39) einer Steckzeile (36) für zu transportierende Probenröhrchen (37) einführbar ist.