DE1134807B - Fernbedienungsvorrichtung zum Handhaben von radioaktiven Materialien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Fernbedienungsvorrichtungen zum Handhaben von radioaktiven Materialien od. dgl. und betrifft insbesondere solche Vorrichtungen, die zum Handhaben von Substanzen verwendet werden, welche Gammastrahlen in abgeschirmten Kammern oder Materialräumen (im nachfolgenden »Kammern« genannt) ausstrahlen.

Die üblichen Vorrichtungen, welche zum Handhaben von Substanzen, die Gammastrahlen aussenden, verwendet werden, sind mit Abschirmungs- bzw. Schutzmaterialien, beispielsweise Wänden aus Beton, Stahl oder Blei entsprechender Wandstärke versehen, um dadurch die Gammastrahlen auf eine Sicherheitshöhe bzw. ein unschädliches Niveau abzuschwächen. Das Handhaben der Substanzen wird durch Werkzeuge ausgeführt, welche durch die Abschirmung hindurch mit Hilfe einer Kugelgelenkvorrichtung betätigt werden. Der Spielraum bzw. der Grad der Bewegungsfreiheit solcher Werkzeuge ist begrenzt, und wenn die Abschirmungswände eine Wandstärke von etwa ao 10 cm überschreiten oder aus Blei hergestellt sind, läßt sich mit ihnen nicht in zufriedenstellender Weise arbeiten. Es sind komplizierte Vorrichtungen entwikkelt worden, welche siebenerlei Bewegungsmöglichkeiten vorsehen und dadurch nahezu alle Bewegungen des menschlichen Arms und der menschlichen Hand nachahmen; allein diese Vorrichtungen sind nur für Greifzwecke geeignet, und sie sind sehr kostspielig.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer relativ einfachen und preiswerten Vorrichtung, welche zur Verwendung bei Abschirmungswänden aus Blei oder anderen Materialien, deren Wandstärke mehr als 10 cm beträgt, geeignet ist.

Erfindungsgemäß ist eine Fernbedienungsvorrichtung zum Handhaben radioaktiver Substanzen in einer Kammer mit Abschirmungswänden dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Wagen, welcher sich in einem erhöht gelegenen schmalen Schlitz in einer Abschirmungswand der Kammer entlangbewegen kann, ferner einen Werkzeughalter, welcher durch den Wagen gestützt wird und waagerecht quer zur Bewegungsrichtung des Wagens beweglich ist, und schließlich eine Anzahl von biegsamen Steuervorrichtungen aufweist, welche an dem Werkzeughalter zur Betätigung von Werkzeugen angebracht ist, die von dem Werkzeughalter getragen werden, wobei die Steuervorrichtungen von außerhalb der Kammer zu bedienen sind.

Der Werkzeughalter trägt eine Anzahl lotrechter Gleit- bzw. Schubstangen, welche an ihren Enden mit Handhabungs- oder Bearbeitungseinrichtungen, z. B. Zangen, Haken, Saugpipetten oder mit Zufuhrstellen Fernbedienungsvorrichtung
zum Handhaben von radioaktiven Materialien

Anmelder:

United Kingdom Atomic Energy Authority, London

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen, Oranienstr. 14

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 17. Juli 1956 (Nr. 22 164)

Arthur James Howarth, Fred Jones, London,
und Gordon Wortley, Long Ditton, Surrey

(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

für Gase oder Flüssigkeiten vorgesehen sind. Einige der Einrichtungen, z. B. die Pipetten, können durch Luftbewegung (Druckluft) betätigt werden und je nach Bedarf vermittels eines abnehmbaren bzw. lösbaren Kopfes aufgenommen oder abgesetzt werden.

Die lotrechten Schubstangen können durch eine Reihe von Druckknöpfen betätigt werden. Andere Steuereinrichtungen, z. B. Absperrhähne zur Steuerung von Flüssigkeiten, Rohre oder Kolben zur Steuerung von Druckleitungen, sind am Bedienungspult oberhalb oder unterhalb der Druckknöpfe vorgesehen.

Die Vorrichtung wird normalerweise in jeder beliebigen gewünschten Stellung durch eine Bremsvorrichtung gehalten, und sie wird durch eine Drehgriffsteuerung am Handgriff zur Bewegung freigegeben.

Die Vorrichtung trägt eine Beleuchtungsanlage, welche durch eine mitgehende Leistungszufuhrleitung an der Außenseite der Kammer gespeist wird. Beliebige Flüssigkeitsvorratsbehälter und andere Bedienungsanschlüsse können von einem Laufwagen her gespeist und gehalten werden, welcher mit der Vorrichtung verbunden, jedoch gesondert für sich auf Schienen befestigt ist, welche am Dach der Kammer angebracht sind.

Der Kammerschlitz endet in einem Bedienungsfach am »kalten« Ende der Kammer, und die Vorrichtung

209 630TO

3 4

ist so angeordnet, daß der Werkzeugschalter für In- vorzugsweise durch eine leichte Kette (nicht dargestandhaltungszwecke aus dem Wagen herausgezogen stellt) mit einem Wagen 15 verbunden,
werden kann. Andere Handhabungskonstruktionen Ein Wagen 15 ist in jedem Schlitz 9 in Fig. 1 gekönnen entsprechend vorgesehen sein, z. B. Hebe- zeigt. Die Wagen haben jeder die Form eines rechtzeuge zum Einführen oder Herausnehmen schwerer 5 eckigen Kastens, dessen Querwände offen sind, um Gegenstände. einen Werkzeughalter 17 mit freiem Spiel aufzuneh-

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer men, welcher lotrechte Gleitstangen 19 trägt, wobei erfindungsgemäßen Fernbedienungsvorrichtung dar- der lotrechte Teil des Werkzeughalters in Fig. 1 weggestellt, und zwar zeigt ' geschnitten ist, damit die Gleitstangen 19 sichtbar

Fig. 1 in lotrechter Schnittdarstellung eine schau- io werden.

bildliche Ausführungsform der Kammer, welche an Die Wagen 15 auf der linken Seite von Fig. 1 sind

der Vorder- und Rückseite mit einer Fernbedienungs- mit zwei Paaren waagerechter Räder 16 versehen, die

vorrichtung ausgerüstet ist, wobei an jeder Vorrich- in Schlitzen in der Deckplatte 7 laufen. Bei der Alter-

tung unterschiedliche Wagenanordnungen gezeigt sind, nativanordnung auf der rechten Seite von Fig. 1 ist

Fig. 2 eine im Schnitt dargestellte perspektivische 15 die Deckplatte 8 mit einer Schiene 33 versehen, um

Ansicht der Kammer gemäß Fig. 1, wobei jedoch zwei mit lotrecht angeordneten Rädern 20 an dem Wagen

Fernbedienungsvorrichtungen nebeneinander in ver- 15 auf dieser Seite zusammenzuwirken. Die Anord-

schiedenen Stellungen dargestellt sind, nung des Werkzeughalters 17 und der lotrechten Gleit-

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Werkzeug- stangen 19 ist in Fig. 2 gezeigt. Neben dem links in

halters gemäß Fig. 2 und des Wagens gemäß Fig. 1 20 Fig. 1 dargestellten Werkzeughalter 17 ist ein weiterer

in vergrößertem Maßstab, wobei einige Steuervorrich- . Werkzeughalter 17 α gezeigt, der die zurückgezogene

tungen der Handhabungseinrichtung und eine Alter- Stellung des Werkzeughalters einnimmt. Der Werk-

nativbefestigung der Räder des Wagens dargestellt zeughalter 17 trägt eine waagerecht angeordnete

sind, Steuervorrichtung (im nachstehenden an Hand von

Fig. 4 eine in einzelne gehende perspektivische An- 25 Fig. 3 gezeigt) zum Betätigen der lotrechten Gleitsicht der Bremsvorrichtung und stangen 19, die lotrecht in Führungen 18 an dem

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Zange, Werkzeughalter 17 gleiten. An den unteren Enden der

welche gemäß der Erfindung verwendet werden kann. lotrechten Gleitstangen 19 ist eine Handhabungsaus-

Es sei zunächst auf Fig. 1 verwiesen, bei welcher rüstung, z. B. Zangen 29 oder Saugpipetten 30 und die Grundblocks 1, welche aus Beton bestehen, eine 30 Haken 31 angedeutet. Außerdem ist eine Innenbe-Flußstahlplatte 2 halten, die den Boden der Kammer leuchtung mit Leuchtröhren 32 vorgesehen, die oberbildet. Kanäle, Stützen oder Rohrleitungen3 in den halb des Schlitzes? angeordnet ist. In der Abschir-Grundblocks sind für Bedienungsanschlüsse vorge- mungswand 5 sind Bleiglasfenster 26 und Durchfühsehen. Ein Einsatz 4 aus rostfreiem Stahl oder Poly- rangen 24 für Stromkabel 25 eingebaut,
äthylen bedeckt den gesamten Boden innerhalb der 35 Innerhalb der Kammer ist eine Bank 21 vorgesehen, Abschirmungswände 5 und 6. Letztere können aus in- und auf dieser Band befindet sich ein Arbeitseinsatz einandergreifenden bzw. verzahnten etwa 10 cm dik- bzw. -tablett 22 aus rostfreiem Stahl oder Polyäthylen, ken Bleiziegeln oder Bleiblöcken am heißen Abschnitt Eine Schienenanlage 23 ermöglicht, daß zu bearbeider Kammer bestehen, wogegen am kalten Ende die tende oder zu prüfende Substanzen in Längsrichtung Ziegel bzw. Blocks aus Gußeisen mit der gleichen 40 innerhalb der Kammer bewegt werden können. Durch Wandstärke hergestellt sein können. Am oberen Ende Bewegen des Wagens 15 in Längsrichtung der Kamder Abschirmungswände 5 und 6 sind eiserne Deck- mer, Bewegen des Werkzeughalters 17 quer über die platten 7 und 8 vorgesehen, deren obere Flächen je Kammer und Bewegen der lotrechten Gleitstangen die Unterfläche eines Schlitzes 9 bilden, welcher un- auf- und abwärts kann die ganze Zone des Arbeitsgefähr 2,5 cm breit ist und etwa 1,80 m vom Niveau 45 tablette 22 durch ein an den Gleitstangen 19 angeder Arbeitsbodens entfernt verläuft. Aus Gründen . brachtes Werkzeug 29, 30 oder 31 erreicht werden, der besseren Übersichtlichkeit sind die Deckplatten 7 Beispielsweise enthalten Gefäße 35 (Fig. 2) Lösungen, und 8 in Fig. 2 nicht getrennt gezeigt. In ähnlicher welchen aus den Pipetten 30 Reagenzien zugefügt Weise ist nur ein Schlitz 9 in Fig. 2 gezeigt. (In der werden können; eine vollständige Bearbeitungseinheit Praxis wird normalerweise eine Kammer mit nur 50 26 (auf einander gegenüberliegenden Seiten der Kameinem Schlitz 9 versehen sein. Es sind jedoch in Fig. 1 mer in Fig. 1 und 2) ist angedeutet, die mit Haken 28 zwei Schlitze dargestellt, so daß verschiedene Wagen- versehen ist und die mit ähnlichen Haken 31 in Einanordnungen in ein und derselben Zeichnung gezeigt griff gebracht werden kann, welche an dem Werkwerden können. Die Anordnung mit nur einem Schlitz zeughalter 17 hängen, um die Einheit entlang der wird im einzelnen beschrieben.) Die obere Fläche des 55 Kammer zu bewegen.

Schlitzes 9 in der Abschirmungswand 5 wird durch Die Wand 34 ist eine stabile Wand, welche dazu eine Stützplatte 10 gebildet, welche am oberen Wandab- dient, das »kalte« Ende der Kammer abzuschirmen, schnitt der Kammer befestigt istwobei der obere Wand- In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist abschnitt vom linken Träger 11 herabhängt, welcher der Wagen 15 innerhalb des Schlitzes 9 befestigt und einer der Träger der Dachblocks 14 ist, die aus Guß- 60 mit vier Paar lotrecht angeordneter Räder 36 versehen eisen bestehen und etwa 10 cm dick sein können. Die (von denen lediglich zwei Paar dargestellt sind), Träger 11 verlaufen in Längsrichtung der Kammer welche auf Schienen 37 laufen, die an einem ge- und werden von den Endwänden der Kammer gehal- walzten U-Eisen 38 befestigt sind, dessen Steg äußerten. Der linke Träger 11 trägt einen Laufwagen 12, dem die obere Fläche des Schlitzes 9 bildet. Die untere welcher auf Rädern 13 läuft. Der Laufwagen dient 65 Fläche des Schlitzes 9 wird durch ein ähnliches dazu, Vorräte bzw. Zufuhren flüssiger Reagenzmitte] U-Eisen 39 gebildet, welches umgekehrt liegt und auf 79 oder Gase 79' nach gewünschten Stellen auf der dem oberen Abschnitt der Abschirmungswand 5 ruht, Arbeitsfläche der Kammer zu befördern, und er ist um eine Deckplatte zu bilden.

Der Wagen 15, welcher sich entlang dem Schlitz 9 bewegt, ist mit zwei Paar Rollen 40 ausgestattet (von denen lediglich ein Paar dargestellt ist), welche den Werkzeughalter 17 tragen und durch von Hand ausgeführte Betätigung eine seitliche Bewegung des vorerwähnten Werkzeughalters, welcher die waagerechte Steuervorrichtung und die lotrechten Gleitstangen 19 (Fig. 2) trägt, gestatten. An der Befestigungsseite des Werkzeughalters 17 sind ein oberes Verkleidungsschild 42 und ein unteres Verkleidungsschild 43 zum Halten der Steuervorrichtungen und -einrichtungen angebracht.

Bei der dargestellten Ausführungsform trägt das obere Verkleidungsschild 42 Absperrhähne 44 für die Zufuhr eines flüssigen Reagenzmittels vermittels des Rohres 48 und einen Absperrhahn 45 für die Gaszufuhr vermittels der Leitung 49 nach gewünschten Stellen der Arbeitsbank. Geeichte Sammelbehälter 46 und elektrische Steckkontakte 47 werden ebenfalls vom Verkleidungsschild gehalten.

Das untere Verkleidungsschild 43 trägt die Preßluftzuführungen 50 und 51.

Zwischen den Verkleidungsschildern 42 und 43 und innerhalb des Rahmens des Werkzeughalters sind Steuervorrichtungen 53 für die lotrechten Gleitstangen 19 angeordnet und an einer Reihe von Querzugbzw. Gurtbauteilen 54 befestigt. Die Steuervorrichtungen 53 weisen Druckknöpfe 55 auf, welche um gewünschte Werte heruntergedrückt werden, um dadurch ein Gerät innerhalb der Kammer einzustellen oder zu betätigen. Die Verbindung vom Druckknopf 55 zur lotrechten Gleitstange 19 bildet ein kontinuierlicher Stab, der einen biegsamen Abschnitt hat, um dadurch eine Bewegung rund um die Biegung in die Vertikale zu gestatten bzw. zu ermöglichen. Springfedern (nicht dargestellt), welche konzentrisch zu den Stäben angeordnet sind, sind dazu vorgesehen, die Stäbe zurückzuführen, wenn der Fingerdruck aufhört. Die Kolben 52 sind Luftsteuervorrichtungen für die Pipetten, welche von den lotrechten Gleitstangen gehalten werden, wobei von diesen Pipetten abgemessene Volumen eines Reagenzmittels in Gefäße auf der Arbeitsbank eingeführt werden können, und zwar durch Betätigung des Kolbens mittels einer Schraube oder einer Schubstange. Ein Pistolengriff 56 kann die Handhabungseinrichtungen, z. B. Zangen 29 und Saugpipetten 30, betätigen.

Es sei nunmehr auf Fig. 3 und 4 verwiesen, die zeigen, wie eine Bremsvorrichtung 41 durch einen Feststellblock 57 und eine Lagerhülse 58 auf dem Wagen 15 befestigt ist. Ein Gabelbauteil, welches einen oberen Arm 59 und einen unteren Arm 60 aufweist, trägt an seinem äußeren Ende Reibungsbeläge oder Bremsschuhe 61 und 62, welche in Oberflächenberührung mit der Schiene 37 (Fig. 3 und 4) und dem Werkzeughalter 17 stehen.

Die Arme 59 und 60 streben normalerweise im Inneren aufeinander zu und von den Reibungsflächen der Schiene 37 und des Werkzeughalters 17 weg.

Ein Nocken 63, welcher zwischen den Armen 59 und 60 angeordnet ist, hat das Bestreben, die Bremsschuhe 61, 62 in Wirkverbindung miteinander zu bringen, wobei der Nocken 63 durch einen Hebel 65 unter der Wirkung einer Druckfeder 66 betätigt wird, welche im Wagen 15 vorgesehen ist.

Eine Bowdenzugsteuerung 67 ist dazu vorgesehen, die Druckfeder 66 zusammenzudrücken und zu gestatten, daß sich die Gabelbauteile nach innen bewegen, und daß sich die Bremsschuhe 61, 62 aus der Wirkverbindung mit den Oberflächen der Schienen 37 und des Werkzeughalters 17 lösen.

Die Lagerhülse 58, welche am Wagen 15 befestigt ist, weist einen ausgesparten Abschnitt (nicht dargestellt) auf, um dadurch Winkelverschiebungen des Bremshebels 65 zu ermöglichen, welcher mit dem Nocken 63 verkeilt ist.

Die Bremse befindet sich normalerweise somit in derjenigen Stellung, daß sie eine Bewegung des Wagens und der Haltevorrichtung verhindert, sie wird jedoch, wenn die Bedienungsperson es wünscht, vermittels einer Drehgriffsteuerung im Handgriff 70 freigegeben, wobei der Wagen durch von Hand ausgeübten Druck entlang den Schienen 37 bewegt wird.

Eine Ausführungsform einer zu verwendenden Zange ist vermittels eines Beispiels in Fig. 5 dargestellt.

Die Zange weist ein Sattelstück 71 auf, welches an jedem Ende geschlitzt ist, um Splinte 72 aufzunehmen, welche durch Öffnungen in den Enden der Arme 73 geführt werden. Letztere werden durch abgeschrägte Öffnungen in einem Gleitstück 74 geführt und sind durch Schrauben mit den Klauen bzw. Klemmbacken 75 verbunden. Das Sattelstück 71 und das Gleitstück 74 weisen jeweils ein zentrales bzw. mittiges Loch auf, um einen Stab 76 mit freiem Spiel aufzunehmen, welcher an dem den Klauen zugewandten Ende durchbohrt ist, um einen Splint 78 aufzunehmen. Eine Druckfeder 77 befindet sich zwischen dem Sattel und dem Gleitstück. Ein Abschnitt des Stabes 76, welcher über das Sattelstück hinausragt, ist an den Kern eines Bowdenkabels festgelötet, während das andere Ende des Kernes an dem Pistolengriff 56 (Fig. 3) befestigt ist, so daß immer dann, wenn der Drücker 56 a durch den Finger der Bedienungsperson zurückgedrückt wird, das Gleitstücke 74 gegen die Federwirkung der Druckfeder 77 gezogen wird, um dadurch die Arme 73 auseinanderzuspreizen und die Klauen bzw. Klemmbacken 75 zu Öffnen. Das Loslassen des Drückers hat, wenn die Klauen sich um einen Gegenstand herum befinden, zur Folge, daß der Gegenstand festgehalten wird. Durch Bewegen des Wagens und des Werkzeughalters kann der Gegenstand nach einer anderen Stelle auf der Arbeitsbank bewegt werden.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Fernbedienungsvorrichtung zum Handhaben radioaktiver Substanzen in einer Kammer mit Abschirmungswänden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Wagen (15), welcher sich in einem erhöht gelegenen schmalen Schlitz (9) in einer Abschirmungswand (5, 6) der Kammer (2, 5, 6, 14) entlangbewegen kann, ferner einen Werkzeughalter (17), welcher durch den Wagen (15) gestützt wird und waagerecht quer zur Bewegungsrichtung des Wagens (15) beweglich ist, und schließlich eine Anzahl von biegsamen Steuervorrichtungen (53) aufweist, welche an dem Werkzeughalter (17) zur Betätigung von Werkzeugen (29, 30, 31) angebracht ist, die von dem Werkzeughalter (17) getragen werden, wobei die Steuervorrichtungen (53) von außerhalb der Kammer (2, 5, 6, 14) zu bedienen sind.

2. Fernbedienungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (15) und der Werkzeughalter (17) mit lösbaren Bremsvor-

richtungen (41) versehen sind, welche von der Außenseite der Kammer (2, 5, 6, 14) her zu bedienen sind, um den Wagen (15) und den Werkzeughalter (17) gleichzeitig in jeder beliebigen gewünschten Stellung zu halten.

3. Fernbedienungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Wagen (15) ein Zuführungs- bzw. Belieferungslaufwagen (12), der sich entlang dem Dach (14) der Kammer bewegen kann, so verbunden ist, daß er der Bewegung des Wagens (15) folgt.

4. Fernbedienungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (15) mit

Werkzeughaltevorrichtung zu einem an dem einen Ende des Schlitzes (9) vorhandenen Bedienungsfach Zugang hat und daß der Werkzeughalter (17) so ausgebildet ist, daß die biegsamen Steuervorrichtungen (53) zwecks Instandsetzung innerhalb des Bedienungsfaches herausgezogen werden können.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 725 342;
USA.-Patentschriften Nr. 2 632 574, 2 647 650,
679 940, 2695 715.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen