DE1167503B - Greifvorrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 66 c

Deutsche Kl.: 35 b-6/25

Nummer: 1 167 503

Aktenzeichen: U 6645 XI / 35 b

Anmeldetag: 17. November 1959

Auslegetag: 9. April 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine Greifvorrichtung mit einem kolbenbetätigten Greifer, der zum Zurückholen von Gegenständen aus den unteren Zonen von langen und engen vertikalen Behältern dient, die von oben her zugänglich sind.

Eine besondere Anwendungsform eines erfindungsgemäßen Greifers besteht im Herausholen von Gegenständen aus vertikalen Kanälen im Kern eines dampfgekühlten Kernreaktors, bei dem die Unterbringung und Befestigung von Gegenständen, wie beispielsweise Brennstoffelementen, erforderlich ist, welche in den unteren Bereichen eines Kanals von wenigen Zoll Durchmesser angeordnet sein können.

Bei zwei bekannten Formen von Greifern werden Kolben verwendet, die hydraulisch betätigt werden, aber derartige Greifer erfordern die Verwendung von hydraulischen Pumpen und Strömungsmitteln, und die Gefahr von ausleckender hydraulischer Flüssigkeit kann bei Betrieb in einer Dampfatmosphäre nicht in Kauf genommen werden. Außerdem ist es üblich, hydraulische Pumpen mit Hilfe von Elektromotoren zu betreiben, und wenn ein elektrischer Motor im Greifer selbst angebracht ist, besteht die Gefahr, daß die Wicklung des Motors der Dampfatmosphäre ausgesetzt wird. Durch die Erfindung wird ein kolbenibetätigter Greifer geschaffen, welcher die Verwendung einer ihn umgebenden Atmosphäre bei seinem Betrieb ermöglicht, und welcher äußerst geeignet für die Verwendung in einer kondensierbaren Atmosphäre, z. B. Dampf, ist.

Es wurde bereits eine Haltevorrichtung vorgeschlagen, die einen Saugkopf anwendet, welcher über eine Nöbenluftöffnung bei seinem Betrieb die umgebende Atmosphäre ausnutzt.

Die Erfindung geht aus von einer Greifvorrichtung, deren sie betätigender Kolben relativ zu einem Begrenzungszylinder zwischen Stellungen beweglich ist, die den Greif- und Freigabestellungen des Greifers entsprechen, wobei der Kolben in der einen Stellung durch einen Druckunterschied zwischen Umgebungsdruck und einer Saugkraft bzw. einem Unterdruck gehalten wird, und bei der eine Nebenluftöffnung vom Umgebungsdruck her nach der Saugseite des Kolbens den Druckunterschied auf Null abfallen läßt, wenn der Unterdruck abgeschaltet wird. Eine derartige Greifvorrichtung ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung, die normalerweise durch den Druckunterschied unwirksam gemacht wird, vorgesehen ist, welche den Kolben dazu bringt, sich in die andere der beiden Stellungen zu bewegen, wenn der Druckunterschied Null ist.

Greifvorrichtung

Anmelder:

United Kingdom Atomic Energy Authority,

London

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,

Siegen, Eisernerstr. 227

Als Erfinder benannt:
Norman Bradley,
Jack Jones, London

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 20. November 1958 (37 452)

Die Verwendung der Greifvorrichtung gemäß der Erfindung in einer Dampfatmosphäre ermöglicht es, daß die Saugkraft auf den Kolben durch das Kondensieren von Dampf gebildet wird, welcher in den Zylinder durch die Nebenluftöffnung eintritt.

In der Zeichnung ist als Aüsführungsibeispiel eine Greifvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht durch den Greifer, wobei letzterer oberhalb einer Last und mit dieser in Wirkverbindung veranschaulicht ist,

F i g. 2 eine Unteransicht des in F i g. 1 veranschaulichten Greifers,

F i g. 3 eine vergrößerte Schnittansdcht entlang der LinieIII-III der Fig. 1, welche eine Einzelheit wiedergibt,

F i g. 4 eine schaubildliche Wiedergabe der Wirkungsweise eines die Zentrierung prüfenden Gerätes,

F i g. 5 eine schaubildliche Wiedergabe der Wirkungsweise des den Greiferarm betätigenden Gerätes und

F i g. 6, 7 und 8 schaubildliche Wiedergaben der einzelnen Betriebsstufen des Greifers.

Der in Fig. 1 veranschaulichte ganz aus Metall bestehende Greifer weist einen zylindrischen Hohlkörper 1 auf, welcher mit acht Außenführungsansätzen 2 versehen ist und einen gleitenden Kolben 3 aufnimmt, der in seiner Hublänge durch den Ring 4 begrenzt wird, welcher am Hohlkörper 1

409 558/127

3 4

durch Stellschrauben 5 befestigt ist. Der Kolben 3 ist samen Rohre können auf einer Windentrommel W mit zwei aufgedehnten Dichtungsringen 6 ausgestattet zum Heben und Senken des Greifers auf- und afoge- und steht unter der Federbelastung einer Druck- wickelt werden und enden an einem Dampfkondenfeder 7, die durch eine Ausnutzung 8 und eine sator C, der beim Öffnen des Steuerventils 33 dazu Buchse 9 gehalten wird, welche gleichachsig im 5 dient, ein Teilvakuum innerhalb des Volumens zu Hohlkörper 1 sitzt. Das Gerät soll in einer lotrecht schaffen, welches vom Kolben 3 und dem zylindrihängenden Stellung durch zwei gleichachsige bieg- sehen Hohlkörper 1 umschlossen wird, so daß durch same Rohre 10 und 11 gehalten werden, die am den Umgebungs-Außendampfdruck außerhalb des Kolben befestigt sind, wobei die Rohre so lang sind, Hohlkörpers 1 und des Kolbens 3 der Hohlkörper 1 daß sie das Herstellen einer Verbindung mit einem io relativ zum Kolben 3 gegen die Wirkung der Druck-Dampfkondensator C und einem Steuerventil 33 feder 7 nach oben bewegt wird. Die Ansätze 17 und (s. F i g. 6 bis 8) entfernt von der Hebevorrichtung die Klauenbetätigungsstifte 16 bewegen sich somit ermöglichen. Drei Klauen 12 mit Klauenhaken 36 relativ zum Kolben 3, zur Welle 15 und zu den Anwerden mittels Drehstiften 13 gehalten, die in drei sätzen 14 nach oben, wodurch die Klauen 12 um die mit gleichem Abstand voneinander angeordneten 15 Drehstifte 13 in die Offenstellung gedreht werden. Paaren von Ansätzen bzw. Ösen 14 sitzen, welche Der Greifer wird nunmehr herabgelassen, wobei sich auf einer Welle 15 befinden, die gleichachsig er im Kanal durch die Außenführungsansätze 2 gezum Kolben 3 befestigt und durch die Buchse 9 ge- führt wird, um in Kontaktberührung mit einem führt sind. Drei Klauenbetätigungsstifte 16 sind je- Gegenstand oder einer Last 29' zu kommen, wobei weils in drei mit gleichem Abstand voneinander an- 20 die gleichachsige Ausfluchtung durch die Zentriergeordneten Paaren von Ansätzen oder Ösen 17 ge- büchse 29 erreicht wird, deren Innen abschrägung halten, welche einstückig mit dem Hohlkörper 1 aus- _mit der Außenabschrägung, welche durch die Nase gebildet sind, wobei die Klauenbetätigungsstifte 16 der Last 29' gebildet wird, in Wirkverbindung jeweils in Schlitze 16' eingreifen, die in den Klauen kommt. Bei In-Wirkverbindung-Kommen der beiden 12 vorgesehen sind, um der sinusförmigen Verschie- 25 Abschrägungen bewirkt ein weiteres Herablassen des bung der Klauenbetätigungsstifte 16 Rechnung zu Greifers, daß die Zentrierbüchse 29 auf der Welle 15 tragen. Eine den Leckdurchtritt steuernde öffnung nach oben gleitet und die Druckfeder 31 so lange 18 befindet sich in der zylindrischen Wand 3' des zusammendrückt, bis sie durch das Ende der Welle Kolbens 3. Wenn der Kolben 3 auf dem durch den 15 angehalten wird. Ein Warnsignal, welches das InRing 4 gebildeten Anschlag aufsitzt, steht ein Quer- 30 Wirkveubindung-Kommen der Zentrierbüchse 29 mit durchlaß 19, der von der Außenfläche des Hohl- der Last 29' anzeigt, wird der Bedienungsperson des körpers 1 herrührt, in Ausfluchtung mit einem zwei- Greifers durch eine Primär-Dampfströmung durch die ten Querdurchlaß 20, welcher wiederum mit einem Düse 22 (F i g. 3) hindurch angezeigt, die als ein Er-Längsdurchlaß 21 in Verbindung steht, der gleich- gebnis dessen hervorgerufen wird, daß die Sonde 24 achsig zur Welle 15 und über deren gesamte Länge 35 durch die Last 29' (s. Fig. 1) aus ihrem Sitz heraushinweg verläuft, um mit der Leitung des biegsamen gedrückt wird. Die Primär-Dampfströmung wird durch Rohres 10 eine Verbindung herzustellen. Der Längs- den Längsdurchlaß 21 und das biegsame Rohr 10 durchlaß 21 ist so ausgebildet, daß er an dem den nach dem Dampfkondensator C geleitet, wobei ihr Klauen benachbarten Ende, wie insbesondere der Druck auf dem Druckanzeigeinstrument 34 der Be-F i g. 3 zu entnehmen ist, eine Düse 22 aufzunehmen 40 dienungsperson des Greifers angezeigt wird und diese vermag, die einen konischen Sitz 23 für eine Sonde Anzeige das Warnsignal bildet. Die F i g. 4, welche 24, eine Ventilführung 25 und eine Feder 26 bildet. eine schaubildliche Wiedergabe der Primärströmung Wie den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist, halten ein ist, zeigt, daß der Dampfdruck durch die Düse22 Sprengring 27 und eine Unterlagscheibe 28, die sich von 800 p. s. i. bzw. etwa 56 kg'cm² auf 460 p. s. i. außerhalb des Endes der Welle befinden, in welcher 45 bzw. etwa 32 kg'cm² und durch die Reibung im Rohr die Sonde 24 sitzt, eine Zentrierbüchse 29, die eine auf etwa 400 p. s. i. bzw. etwa 28 kg/cm² am Druck-Buchse 30 aufweist und unter der Belastung einer anzeigegerät 34 herabgesetzt wird, welches unmittel-Druckfeder 31 steht. bar vor der Steuerdüse 35 sitzt, hinter welcher der

Der durch die Rohre 10 und 11 begrenzte Ring- Dampfdruck auf den Dampfdruck im Kondensator

raum 11' ist über ein Druckanzeigegerät 32 und das 50 abfällt. Die Geschwindigkeit der Dampfströmung

Steuerventil 33 an den Dampfkondensator C (s. kann unberücksichtigt bleiben.

F i g. 6, 7 und 8) angeschlossen. Das Rohr 10 ist Dampf mit Umgebungs-Außendruck strömt außer-

über ein Druckanzeigegerät 34 und eine Steuerdüse dem durch die den Leckdurchtritt steuernde öffnung

35 (s. Fig. 1, 4, 5, 6, 7 und 8) an den Dampf- 18, die als eine kontinuierliche Nebenzufuhr wirkt,

kondensator C angeschlossen. 55 und wird nach dem Dampfkondensator C über den

Die besondere Verwendung des vorbeschriebenen Ringraum 11', der durch die Rohre 10 und 11 be-Greifers zum Aufnehmen eines Gegenstands oder grenzt wird, und über das geöffnete Steuerventil 33 einer Last, beispielsweise eines Brennstoffelements, evakuiert, welches in den F i g. 6, 7 und 8 veranschauwelches mit einem geeigneten Hubring oder -ansatz licht ist. Das Schließen der Klauen 12 um die Last versehen ist, aus einer langen, engen, lotrechten OfT- 60 29' (s. Fig. 1) wird durch Schließen des Steuernung, beispielsweise einem Brennstoffelementkanal ventils 33 erreicht, wodurch der Dampfkondensator C in einem Kernreaktor, soll nunmehr beschrieben isoliert bzw. abgeschaltet wird und sich der Innenwerden: druck durch Leckeintreten durch die Öffnung 18 hin-

Der Greifer wird mittels der biegsamen Rohre 10 durch erhöhen und schließlich in Gleichgewicht mit

und 11 in einen lotrechten Kanal des Reaktors herab- 65 dem äußeren Umgebungsdruck kommen kann, worauf-

gelassen, wobei der Kanal eine Dampfkühlströmung hin die Druckfeder 7 eine Abwärtsbewegung des

mit einem Druck in der Größenordnung von Hohlkörpers 1 relativ zum Kolben 3 bewirkt, wodurch

800 p. s. i. bzw. etwa 56 kg'cm² aufweist. Die bieg- die Klauen 12 um die Drehstifte 13 in entgegengesetz-

ter Richtung gedreht werden und sich um die Last 29' herumlegen. Ein Warnsignal, welches das Schließen der Klauen 12 um die Last 29' anzeigt, wird der Bedienungsperson des Greifers durch eine Sekundär-Dampfströmung übermittelt. Die Sekundär-Dampfströmung verläuft von dem unter Außendruck stehenden Dampf im Kanal, durch den Querdurchlaß 19, der dann mit dem Querdurchlaß 20 fluchtet, wenn sich der Kolben 3 in Ruhestellung im Anschluß auf dem Ring 4 befindet, durch den Längsdurchlaß 21, durch das biegsame Rohr 10 und von dort nach dem Dampfkondensator C, dessen Druck auf dem Druckanzeigegerät 34 angezeigt wird, wobei diese Anzeige das Warnsignal bildet.

Es sei nunmehr auf F i g. 5 Bezug genommen, die eine schaubildliche Wiedergabe der Sekundär-Dampfströmung zeigt. Der Dampfdruck wird durch Reibung im Rohr von 800 p. s. i. bzw. etwa 56 kg/cm² auf etwa 750 p. s. i, bzw. etwa 52 kg/cm² am Druckanzeigegerät 34 und auf den Druck im Kondensator über die Steuerdüse 35 herabgesetzt. Die Geschwindigkeit der Sekundär-Dampfströmung beträgt etwa 20 lb/h bzw. 9 kg/Std.

Das Einkuppeln der Klauen 12 erfolgt beim Aufwärtsbewegen der Zentrierbüchse 29 entgegen der Wirkung der Druckfeder 31, wobei die Klauenhaken

36 der Klauen 12 unter Ausführung einer Gleitbewegung in Wirkverbindung mit einer Ringaussparung

37 kommen, die auf der Unterseite der Nase der Last 29' vorgesehen ist. Dadurch wird ein Sicherheitsfaktor insofern erhalten, als sich die Klauen 12 nicht wieder zu öffnen vermögen, und zwar so lange, bis die Last 29' durch Aufwärtsbewegen der Zentrierbüchse 29 gegen die Wirkung ihrer Druckfeder 31 entfernt wird.

Der Greifer kann daraufhin mit seiner Last lot-Es ist offensichtlich, daß der Greifer auch bei anderen Kühlmitteln als Dampf in wirksamer Weise zu arbeiten vermag, wobei ein Kondensator dann von Nutzen zum Erreichen einer Evakuierung und einer Greiferbetätigung ist, wenn das Kühlmittel ein kondensierbarer Dampf ist, während eine Vakuumpumpe verwendet werden kann, wenn das Kühlmittel innerhalb des entsprechenden Temperaturbereiches nicht kondensierbar ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Greifvorrichtung, deren sie betätigender Kolben relativ zu einem Begrenzungszylinder zwischen Stellungen beweglich ist, die den Greif- und Freigabestellungen des Greifers entsprechen, wobei der Kolben in der einen Stellung durch einen Druckunterschied zwischen Umgebungsdruck und einer Saugkraft bzw. einem Unterdruck gehalten wird, und bei der eine Nefoenluftöffnung vom Umgebungsdruck her nach der Saugseite des Kolbens den Druckunterschied auf Null abfallen läßt, wenn der Unterdruck abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung (Druckfeder 7), die normalerweise durch den Druckunterschied unwirksam gemacht wird, vorgesehen ist, welche den Kolben (3) dazu bringt, sich in die andere der beiden Stellungen zu bewegen, wenn der Druckunterschied Null ist.

   recht mittels
   werden.

   der Windentrommel W angehoben In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschriften Nr. 345 767,
   100 825;
   USA.-Patentschrift Nr. 2 118 991.

   In Betracht gezogene ältere Patente:
   Deutsches Patent Nr. 1 075 815.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   409 558/127 3.64 © Bundesdruckerei Berlin