DE1185356B - Mechanisches Handhabungsgeraet fuer Verlagerungen von Gegenstaenden in einer radioaktiven Umgebung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 66 c

Deutsche KL: 35 b-6/25

Nummer: 1185 356

Aktenzeichen: C23341XI/35b

Anmeldetag: 4. Februar 1961

Auslegetag: 14. Januar 1965

Die Erfindung bezieht sich auf ein mechanisches Handhabungsgerät für Verlagerungen von Gegenständen in einer radioaktiven Umgebung mit einem Bedienungsarm auf der einen Seite einer der Wände des die radioaktive Umgebung begrenzenden Behälters und mit einem gesteuerten Arbeitsarm auf der anderen Seite, wobei diese beiden Arme mittels drehbar und längsverschieblich durch eine Öffnung der Wand geführten Hauptrohres miteinander verbunden sind.

Bei bekannten Handhabungsgeräten oder Manipulatoren der oben genannten Art sind in dem längsverschiebbar und drehbar durch die Wand abgedichtet hindurchführenden Hauptrohr mehrere Seile angeordnet, welche die Bedienungselemente mit den Arbeitselementen auf der anderen Seite der Wand zur Übertragung einander entsprechender Bewegungen verbinden. Das Hindurchführen von Seilen durch die Trennwand erschwert einerseits den Ein- und Abbau des Handhabungsgerätes, andererseits wird eine ausreichend sichere Abdichtung des die radioaktive Umgebung begrenzenden Behälters erschwert. Da die Verschiebebewegungen der Übertragungsseile durch die Abdichtung nicht behindert werden dürfen, ist es zumindest sehr schwierig, um die einzelnen Seile herum einwandfreie Abdichtungen anzuordnen.

Es kommt noch hinzu, daß mit Erhöhung-der Anzahl der unterschiedlichen Steuerbewegungen auch die Anzahl der zu ihrer Übertragung notwendigen Seile zunimmt, die innerhalb des Hauptrohres durch die Wand hindurchgeführt werden müssen.

Man hat auch bereits Handhabungsgeräte vorgeschlagen, bei denen zur Übertragung der Steuerbewegungen elektrische Übertragungsorgane verwendet werden, deren elektrische Verbindungen einwandfrei abgedichtet werden können. Derartige elektrische Übertragungen sind jedoch relativ kostspielig und werden um so teurer, je höher die Anforderungen an die Genauigkeit bzw. die winkel- oder streckengetreue Übertragung sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mechanisches Handhabungsgerät der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die vorher erwähnten Nachteile ähnlicher bekannter Geräte, insbesondere die Schwierigkeiten der einwandfreien Abdichtung, vermieden werden.

Bei einem mechanischen Handhabungsgerät für Verlagerungen von Gegenständen in einer radioaktiven Umgebung, mit einem Bedienungsarm auf der einen Seite der Wände des die radioaktive Umgebung begrenzenden Behälters und mit einem gesteuerten Arbeitsarm auf der anderen Seite, wobei Mechanisches Handhabungsgerät für
Verlagerungen von Gegenständen in einer
radioaktiven Umgebung

Anmelder:

Commissariat ä L'Energie Atomique, Paris
Vertreter:

ίο Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:

Rene Le Guennec, Villepreux, Seine-et-Öise;
Pierre Pesenti, Montrouge, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 25. Februar 1960 (819 642) --

diese beiden Arme mittels eines drehbar und längsverschieblich durch eine Öffnung der Wand geführten Hauptrohres miteinander verbunden sind, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß sowohl der Bedienungsarm als auch der gesteuerte Arbeitsarm in an sich bekannter Weise parallelogrammartig zusammengesetzte Tragteile aufweist, die in zwei zueinander parallelen Ebenen liegen, wobei das Hauptrohr fest mit dem einen Ende eines ersten Tragteiles der beiden parallelogrammartigen Arme verbunden ist, an den andererseits ein ein Bedienungsorgan bzw. Greiforgan tragender zweiter Tragteil an- grenzt, und daß ein zum Hauptrohr konzentrisches und gegenüber diesem frei drehbares inneres Rohr vorgesehen ist, das an seinen beiden Enden mit einem zum zweiten Tragteil parallelen Tragteil des betreffenden Parallelogramms undrehbar verbunden ist.

Die Verwendung parallelogrammartig zusammengesetzter .Tragteile ist bei mechanischen Handhabungsgeräten, welche Bewegungen durch eine Wand hindurch übertragen müssen, an sich nicht mehr neu. Bei den bekannten Geräten wird aber die Führungswirkung derartiger Parallelogrammanordnungen in anderer Weise ausgenutzt als bei dem erfindungsgemäßen Handhabungsgerät.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden zwei Ausführungsbeispiele erfindungsgemäß ausgebildeter Handhabungsgeräte ausführlicher beschrieben, die in der Zeichnung veranschaulicht sind; in der Zeichnung zeigt

409 768/103

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausfuhrungsart eines Handhabungsgerätes gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teiles von F i g. 1 in teilweise aufgebrochener Darstellung in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 eine teilweise axial geschnittene Darstellung eines Teiles von Fig. 1 in größerem Maßstab,

F i g. 4 einen Querschnitt nach der Schnittlinie 4-4 in F i g. 3,

F i g. 5 eine schematische Ansicht der Seüführung in einem der Endteile des Handhabungsgerätes gemäß den Fig. 1 bis- 4,

- Fig. 6 eine Seitenansicht in teilweise aufgebrochener Darstellung einer abgeänderten Bauart eines Handhabungsgerätes,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Einzelheit dieser abgeänderten Bauart.

Wie bereits oben erwähnt, dient das Handhabungsgerät gemäß der Erfindung zum Verlagern von Gegenständen, die sich in einer radioaktiven Umgebung befinden, die durch einen Behälter begrenzt ist, welcher aus diesem Grunde »heiße Zelle« genannt wird, wobei der mittlere Teil des Handhabungsgerätes eine vertikale Wandl des Behälters durch eine horizontale Öffnung 2 mit der Achse MM durchquert. Es sei im folgenden in bezug auf die Figuren angenommen, daß der links der Wand 1 befindliche Abschnitt den Raum außerhalb des Behälters oder der Zelle darstellt, d. h. denjenigen Raum, in dem sich die Bedienungsperson befindet, und daß der rechts, der Wand befindliche Abschnitt den Innenraum des Behälters oder der Zelle darstellt.

Gemäß der in den F i g. 1 und 5 dargestellten Ausführungsart weist das Handhabungsgerät drei wesentliehe Teile auf: einen Bedienungsarm A und einen Arbeitsarm B, die symmetrisch zur Wand 1 liegen, und einen Übertragungsteil C, der die Bewegungen des Bedienungsarmes A durch die Wand 1 hindurch auf den Arbeitsarm B überträgt.

Es wird im allgemeinen der Bedienungsarm A beschrieben, dessen Beschreibung wegen der symmetrischen Ausführung beider Teile auch für den gesteuerten Arbeitsarm B gilt. Es sind daher für einander entsprechende Organe der Arme A und B die gleichen Bezugsziffern verwendet, die in der Beschreibung dann durch die Indizesa und b unterschieden sind, wenn es nötig ist, bei der Beschreibung zwischen den Organen des Armes A und des Armes B zu unterscheiden.

Das Bedienungsorgan 3 α des Bedienungsarmes A ist als Zange von üblicher Bauart ausgebildet, die von der Bedienungsperson betätigt wird, und die das Greiforgan 3 b bildende Zange des Arbeitsarmes B reproduziert die Bewegungen der Zange des Bedienungsorgans 3 α und ergreift den im Behälter befindlichen radioaktiven Gegenstand. Die beiden Backen des Bedienungsorgans 3 a sind normalerweise durch eine (nicht dargestellte) Feder offen gehalten, und der erste Freiheitsgrad der Handhabungsvorrichtung entspricht der Schließbewegung einer Zange, die durch den Pfeil F gekennzeichnet ist. Durch Schließen der entsprechenden, das Greiforgan 3 & bildenden Zange kann also der radioaktive Gegenstand erfaßt werden.

Die Zange 3 ist mit dem Bedienungsarm (bzw. dem Arbeitsarm) über einen Gelenkmechanismus verbunden, der die Bewegungsmöglichkeit in den anderen Freiheitsgraden gewährleistet. Dieser Mechanismus ist wie folgt aufgebaut: Die Zange 3 ist in einem Klotz 4 um eine horizontale Achse drehbar gelagert, und die Drehbewegung der Zange um diese Achse ist durch den Pfeil R angedeutet, der den zweiten Freiheitsgrad des Gerätes darstellt. Der Klotz 4 ist um eine horizontale Achse 5 schwenkbar gelagert, die normal zur Rotationsachse der Zange in einem vertikalen Gehäuse 6 sitzt. Die Drehung des Klotzes 4 um die Achse 5 gemäß einem Pfeil E bildet den dritten Freiheitsgrad des Gerätes und entspricht einer Anhebbewegung. Das Gehäuse 6 ist am Ende eines Rohres 7 festgelegt, dessen Achse in einer vertikalen Ebene parallel zur Wand 1 liegt. Das Rohr 7 kann sich um seine Achse gemäß einem Pfeil U drehen, entsprechend einem vierten Freiheitsgrad, wobei diese Bewegung azimutal genannt wird.

Das Rohr 7 kann sich in seiner vertikalen Ebene in zwei normal zueinander stehenden Richtungen, die durch Pfeile X und Z bezeichnet sind, verschieben, wobei die derart bestimmten Freiheitsgrade der seitlichen Bewegung — Pfeil X — und der Höhenbewegung — Pfeil Z — entsprechen. Außerdem kann sich die vertikale Ebene des Rohres 7 in einer normal zu den Richtungen der Pfeile Z und Z liegenden Richtung verschieben, nämlich in der Richtung des Pfeiles Y. Dieser entsprechende Freiheitsgrad entspricht der Bewegung in der Tiefe des Gerätes bzw. senkrecht zur Wand 1.

Die drei Richtungen gemäß den Pfeilen X, Y und Z, die ein räumliches, rechtwinkliges Koordinatensystem bilden, sind nochmals in der Höhe der Wand 1 eingetragen, wobei die Richtung gemäß Pfeil Y parallel zur Achse MM verläuft und die Richtungen gemäß den Pfeilen X und Z eine zur Wand 1 parallele Ebene bestimmen.

Hiernach sei nun erläutert, wie das Rohr 7 mit den anderen Organen des Bedienungsarmes A verbunden ist.

Das Rohr 7 ist mit einem Gelenkparallelogramm 8 vereinigt. Das Parallelogramm 8 umfaßt zwei gegenüberliegende parallele Rohre oder Tragteile 9 und 10, die durch parallelliegende Streben oder Tragteile 11 und 12 miteinander verbunden sind. Die Tragteile 11 und 12 haben je zwei parallele Flansche, die durch einen horizontalen Steg verbunden sind; sie haben also einen I-förmigen Querschnitt.

Das Rohr 7 ist konzentrisch und drehbar in das den Tragteil 9 bildende Rohr eingesetzt, so daß es eine azimutale Bewegung gemäß dem Pfeil U ausführen kann. Der Tragteil 9 ist an seinem unteren Ende an den Tragteil 11 angelenkt, und zwar um eine Achse 13 an einem Anlenkteil 14, zwischen dessen Schenkeln auf dem Rohr 7 zwei Nuten 15 und 16 vorgesehen sind, deren Zweck weiter unten erläutert ist.

Der Tragteil 9 ist mit seinem oberen Ende an den Tragteil 12 mittels eines Anlenkteiles 18 und einer Achse 17 angelenkt,' auf der eine Reihe Umlenkrollen 19 frei drehbar gelagert sind. In gleicher Weise sind die Tragteile 10 und 12 durch eine Achse 20 gelenkig verbunden, auf der sich Umlenkrollen 21 drehen können. Schließlich sind die Tragteile 10 und 11 in der Achse MM mittels eines am Tragteil 10 sitzenden Anlenkteiles 22 gekuppelt, der eine parallel zur Achse MM verlaufende Achse 23 enthält, auf der eine dritte Reihe von Umlenkrollen 24 drehbar gelagert ist.

Weiter unten ist mit Bezug auf die F i g. 2 und 3 die Schwenkbewegung der Parallelogrammteile 10 und 11 um die Achse MM erläutert, wozu jedoch vorher die Beschreibung der wesentlichen Elemente des Übertragungsteiles C erforderlich ist, mit denen der Bedienungsarm A im Bereich der Achse MM verbunden ist.

Der Übertragungsteil C umfaßt ein äußeres Durchtrittsrohr 30 zum Durchtritt durch die Wand 1, das in Richtung der Achse MM in der Öffnung 2 angeordnet ist. Das Durchtrittsrohr 30 ist mittels Kugellager 31, die durch Spannringe 32 gehalten sind, in der Öffnung 2 drehbar gelagert. Auf dem Durchtrittsrohr 30 sind mittels Schrauben 34, die in Längsrichtung in die Enden des Durchtrittsrohres 30 eingeschraubt sind, Ringkappen 33 befestigt. Diese Kappen weisen an ihrem Ende Ringdichtungen 35 auf. Im Innern des Durchtrittsrohres 30 ist konzentrisch ein Hauptrohr 36 (äußeres Rohr) angeordnet, das in bezug auf Drehbewegungen fest mit dem Durchtrittsrohr 30 verbunden ist, aber im Innern desselben axial gleiten kann. Hierzu weist das Hauptrohr 36 an jedem Ende einen Flansch 37 auf, und diese Flansche sind durch zwei Winkeleisen 38 miteinander verbunden, die parallel zur Achse MM und in einer durch die Pfeile Y und Z bestimmten Ebene, wie sie weiter oben definiert worden ist, liegen.

Die Winkeleisen 38 liegen beiderseits an Schultern 39 an den Dreieckspitzen der Flansche 37 an. Rollen 40, die auf geneigten Achsen 41 gelagert sind, welche in Bauteilen 42 sitzen, die ihrerseits mit Schrauben 43 an der Wand des Durchtrittsrohres 30 und an der Stelle 44 an der Wand der Ringkappe 33 befestigt sind, bilden axiale Führungen für das Hauptrohr 36 in dem Durchtrittsrohr 30, das an einer Stelle 45 an jedem seiner Enden bogenförmig ausgeschnitten ist, um einen Durchtritt für die Rollen 40 frei zu lassen, die an den beiden Schenkeln jedes Winkeleisens 38 anliegen.

Das Hauptrohr 36 gewährleistet die Verbindung zwischen den Parallelogrammen 8 der beiden Arme A und B.

Die beiden Flansche jedes der Parallelogrammtragteile 11 sind fest mit dem Hauptrohr 36 verbunden, und zwar mittels eines wannenartigen, der Verbindung dienenden Bügels 50 von im allgemeinen halbzylindrischer Gestalt. Dieser Bügel hat einen vorderen Ringflansch 51, auf den der vordere Flansch des Tragteiles 11 mittels Schrauben 52 festgeschraubt ist, wobei diese Schrauben zugleich den Flansch einer Buchse 53, die in der Achse MM angeordnet ist, festhalten.

Der hintere Flansch des Tragteiles 11 ist mittels Schrauben 54, die zugleich einen rückseitigen, parallel zum Ringflansch 51 liegenden Flansch 55 des Bügels 50 halten, an dem Flansch 37 befestigt.

Im Innern des Bügels 50 ist die Schwenkverbindung zwischen den Tragteilen 10 und 11 mittels des kappenförmigen, als Bügel ausgebildeten Anlenkteiles 22 hergestellt. Ein vorderer Bügelarm 56 dieses Anlenkteiles 22 ist hierzu mittels eines Kugellagers 57 auf der an dem Tragteil 11 befestigten Buchse 53 drehbar gelagert. Der hintere Bügelarm 57 a des Anlenkteiles 22 trägt einen zylindrischen Kragen 58, der durch Schrauben 59 fest auf ein rohrförmiges Anschlußstück 60 aufgesetzt ist, das durch ein Kugellager 61 im Innern des Hauptrohres 36 um die Achse MM drehbar gelagert ist.

Das Anschlußstück 60 ist mit einem konzentrisch zum Hauptrohr 36 liegenden inneren Rohr 62 mittels einer Bundhülse 63 verbunden, die am Ende des Rohres 62 angeschweißt und bei 64 auf das Anschlußstück 60 fest aufgesetzt ist. Das Anschlußstück 60 und das innere Rohr 62 sind so in bezug auf Drehungen fest miteinander verbunden, können jedoch für den weiter unten erläuterten Zweck axial zueinander gleiten.

ίο Um die Gewichte der beiden Parallelogramme 8 und der an ihnen befindlichen Teile auszugleichen, ist ein Gegengewicht 65 vorgesehen, das mit einem Hebel 66 an dem vorderen Flansch 37 befestigt ist. Der Hebel 66 befindet sich in der Verlängerung des Tragteiles 11, so daß das Hauptrohr 36 sich in indifferentem Gleichgewicht zur Achse MM befindet. Die oben beschriebene Anordnung gewährleistet die Übertragung von drei Bewegungen, die oben schon beschrieben sind, nämlich die Bewegung in

ao der Tiefe längs des Pfeiles Y und die Bewegungen in der Breite und Höhe längs der Pfeile X und Z.

Die Bewegung längs des Pfeiles Y entspricht nämlich der Verschiebung der Gesamtheit beider Arme A und B längs der Achse MM, die durch die Gleitführung des Hauptrohres 36 in dem Durchtrittsrohr 30 durch die Winkeleisenschienen 38 gewährleistet ist.

Die Bewegungen längs der Pfeile X und Z entsprechen den Deformationen der Parallelogramme 8, die sich aus Relativschwenkbewegungen der Tragteile 10 und 11 gegeneinander ergeben. Die Schwenkungen des Tragteiles 11 werden über das Hauptrohr 36 übertragen, wogegen die Drehungen des Tragteiles 10 durch das Rohr 62 übertragen werden.

Die vier übrigen Freiheitsgrade entsprechen den vier anderen möglichen Bewegungen und werden gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in gleicher Weise mittels konzentrisch zum Rohr 62 im Innern desselben angeordneter Rohre durch die Wand 1 übertragen, und zwar in gleicher Weise wie bei dem Rohr 62 in bezug auf das Hauptrohr 36.

Diese vier Rohre sind von außen nach innen mit den Ziffern 70, 71, 72 und 73 bezeichnet.
Die Rohre 70, 71 und 72 bestehen je aus zwei Abschnitten, die durch Formschlußkupplung vereinigt sind, wie die Teile 60 und 62 für das Rohr 62. Diese bauliche Einzelheit hat nur einen Einfluß auf den Zusammenbau und das Auseinandernehmen des Gerätes, ist jedoch ohne Einfluß auf dessen Wirkungsweise, und im folgenden sind diese Rohre zur bequemeren Darstellung als ein einziger Teil betrachtet.

Es sei jedoch vorerst der Anbau des inneren Rohres 73 wegen dessen Stellung selbst etwas näher beschrieben. Das Rohr 73 ist an jedem Ende an ein rohrförmiges Anschlußstück 74 angeschlossen, das mit einem rohrförmig aufgeweiteten Endteil 75 einer Welle 76, die mit einem Lager 77 drehbar in der Buchse 53 gelagert ist, in Anschlag kommt. Eine Keilnutwelle 78 kuppelt das Anschlußstüek 74 und den Endteil 75, in denen sie verschiebbar ist.

Um die Rohre 70 bis 73 in Abhängigkeit von den vier Bewegungen, die sie übertragen sollen, zu drehen, sind die vier Achsen, um die die Drehbewegungen geschehen, durch Seile mit ihren entsprechenden Rohren verbunden. Die Seile sind mittels auf den Rohren drehfest angeordneter Seilscheiben fest mit den Rohren gekuppelt. Es sind also an jedem Ende

des Obertragungsteiles C vier Seilscheiben e, j, r und u vorgesehen, die in dieser Reihenfolge von außen nach innen folgen und deren kleine Buchstaben die Bewegung symbolisieren, die sie übertragen sollen. Sämtliche Seilscheiben mit Ausnahme der Seilscheibe/ haben zwei Rillen, da sie die Bewegungen in beiden Richtungen übertragen müssen. Die Seilscheibe / hat nur eine einzige Rille, sie braucht die Bewegung nur in einer Richtung zu übertragen, nämlich in der Schließrichtung der Zange 3. Das Öffnen der Zange 3 geschieht nämlich durch die Öffnungsfeder in der Zange. Die Seilscheiben sind auf den entsprechenden Rohren entweder durch Schrauben festgelegt, die die Naben der Scheiben axial durchqueren und in die Randabschnitte der Rohre eingeschraubt sind (bei den Seilscheiben r und ii), oder durch direktes Aufschrauben der mit Gewinde versehenen Nabe auf die Rohre (bei den Seilscheiben e und /).

In die Naben der Seilscheiben und des rohrförmigen Anschlußstückes 58 sind Kugellager 79 eingesetzt, um die Drehbeweglichkeit der verschiedenen Rohre gegeneinander zu gewährleisten. Die Längsverkeilung der Seilscheiben e, f, r und u ist durch eine Mutter 80 gewährleistet, die auf einen Gewindeabschnitt der Welle 76 aufgeschraubt ist und in Anschlag mit der Seilscheibe e kommt. Die Mutter 80 bildet so eine Gegenmutter für die Mutter in Form der mit Gewinde versehenen Nabe der Seilscheibe e. Man erkennt, daß wegen dieses Aufbaues die Welle 76 drehfest nur mit der Seilscheibe e verbunden ist, die durch die Seilkupplung mit der horizontalen Achse 5, um die die Zange 3 schwenken kann, verbunden ist. Um das Gewicht der Zange 3 auszugleichen und um diese damit in indifferentem Gleichgewicht um die Achse 5 zu halten, ist ein Gegengewicht 81 vorgesehen, das auf der Welle 76 verkeilt ist.

F i g. 5 zeigt schematisch die Seilanordnung von der Seite der Bedienungsperson, wobei die Seilanordnung in dem Behälter bzw. der Zelle identisch und derart aufgebaut ist, daß die übertragenen Bewegungen im gleichen Sinne geschehen wie die ursprünglichen Bewegungen.

Um die Anhebbewegung gemäß. Pfeil £ zu übertragen, sind Seile 82 auf zwei mit der Achse 5 verkeilten Seilscheiben geführt, wobei deren Drehsinn umgekehrt ist. Diese Seile 82 durchlaufen das Rohr 7 und den rohrförmigen Tragteil 9 und folgen den Umrissen des Parallelogramms 8 über die lose sitzenden Umlenkrollen 19, 21 und 24. Sie sind am anderen Ende jeweils in einer der Nuten der Seilscheibe e gehalten, so daß sie sich auf dieser in umgekehrter Richtung abwickeln. Die Bewegung der Zange 3 in der einen oder anderen Richtung um die Achse 5 entspricht somit einer Drehbewegung der Seilscheibe e in der einen oder anderen Richtung.

Für die Schließbewegung gemäß Pfeil F der Zange 3 ist nach dem Vorhergehenden lediglich ein einziges Seil 83 erforderlich. Dieses ist auf übliche Art an einem Ende einer der Backen der Zange 3 und am anderen Ende in der einzigen Nut der Seilscheibe / festgelegt und läuft analog dem Seil 82 durch das Rohr 7 und entlang dem Parallelogramm 8.

Zwei Seile 84 zur Übertragung der Drehbewegung der Zange 3 gemäß Pfeil R sind auf genau die gleiche Art angeordnet wie die Seile 82. Sie sind an einem Ende an den mit der Welle für die Drehung der Zange 3 verkeilten Seilscheiben befestigt und münden am anderen Ende in die beiden Rillen der Seilscheibe r.

Die Übertragung der azimutalen Bewegung geschieht durch Seile 85 und 86. Diese sind an einem Ende in den Nuten 15 bzw. 16 des Rohres 7 festgelegt, in denen sie in umgekehrten Richtungen abrollen. Das Seil 85 läuft sodann über eine lose, um die Achse 13 drehbare Rolle 87, eine zweite lose drehbare Rolle 88 mit zum Rohr 7 paralleler Achse, die am Ende des Tragteiles 11 angeordnet ist, und ist in einer Nut der Seilscheibe u festgelegt, nachdem es über eine Rolle 89 geführt ist. Das Seil 86 ist wegen einer bequemeren Seilführung aus zwei Einzelseilen gebildet.

Das erste dieser Seile, das von der Ringnut 16 ausgeht, ist an einer Seilscheibe 90 befestigt, die um die Achse 13 frei drehbar ist. Das zweite ist an einer Seilscheibe 91 befestigt, die frei beweglich auf der Achse 13, jedoch mit der Seilscheibe 90 drehfest verbunden ist, und mündet an der zweiten Rille der Seilscheibe u nach Lauf über eine Rolle 92. Die Seile 85 und 86 verlaufen in umgekehrten Richtungen auf der Seilscheibe u.

Das Handhabungsgerät ist durch Abdichtungsvorrichtungen vervollständigt und durch Vorrichtungen, die beim Auseinanderbauen benutzt werden. Man erkennt, daß der Schutz der Bedienungsperson gegen Strahlen aus dem Behälter in hohem Maße durch die gezeigte Anordnung des Gerätes erleichtert ist. Die radioaktive Quelle ist in dem Behälter an einer viel tieferen Stelle gelegen als die öffnung 2. Daher können die Bedienungsperson, selbst wenn diese sich genau vor die öffnung 2 stellt, nur diffuse Strahlen treffen, die nur einen geringen Prozentsatz in der Größe von etwa 1% der direkten Strahlen ausmachen. Dies würde nicht gelten, wenn die öffnung 2 nicht in der vertikalen Wand 1, sondern auf dem Dach des Behälters parallel zu dem Arbeitsboden angeordnet wäre wie bei verschiedenen bekannten Handhabungsgeräten.

Außerdem kann die Abdichtung gegen diffuse Strahlen auf einfache Art durch die Bewegungsübertragung mittels quer durch die Wand 1 verlaufender konzentrischer Rohre erreicht sein. Aus diesem Grunde verwendet man außer den Ringdichtungen, z. B. 35, einen ausziehbaren harmonikaähnlichen Balg 93 aus nachgiebigem Material. Dieser Balg ist an dem Ubertragungsteil C im Innern des Behälters angeordnet und ist mit seinem einen Ende an der entsprechenden Ringkappe 33 und mit dem anderen Ende an dem Flansch des der Verbindung dienenden Bügels 50 in dem Behälter befestigt. Zusätzlich kann ein weiterer Balg 93 a, wie er in F i g. 3 gestrichelt dargestellt ist, auf die gleiche Weise an dem Übertragungsteil C an der Bedienungsseite angebracht sein. Die Bälge 93 sind in bezug auf Drehungen durch ihren Anbau an dem Übertragungsteil C fest und unterüegen während der Arbeit der Bedienungsperson keinerlei Torsion. Außerdem ermöglicht ihre Harmonikafaltung ohne Schaden Gleitbewegungen des Gerätes längs der Achse MM.

Das Auseinandernehmen des Gerätes, das z. B. bei einem mechanischen Defekt erforderlich ist, ist in gleicher Weise durch den vorgesehenen Aufbau des Handhabungsgerätes erleichtert. Es sei nur

hervorgehoben, daß der Zugang zu dem Behälter wegen der dort herrschenden Radioaktivität nicht unmittelbar möglich ist. Es ist also nützlich, von der Bedienungsseite aus die meisten Organe des Gerätes herausnehmen zu können, so daß nur wenige Teile in dem Behälter bleiben, die dann am Schluß ausgebaut werden kränen.

Aus diesem Grunde sind zwischen den Abschnitten der Rohre 62, 70, 71, 72 und 73 Klauen- oder Keilkupplungen vorgesehen.

Um das Gerät auseinanderzunehmen, genügt es, von der Bedienungsseite her zwischen das Hauptrohr

36 und das Durchtrittsrohr 30 oder zwischen das Hauptrohr 36 und die Winkeleisen 38 Rohrschlüssel zu bringen, um die Köpfe der Schrauben 546 zu fassen, die hierzu nach der Bedienungsseite hin ausgerichtet sind. Durch Lösen der Schrauben 54 b trennt man den Arbeitsarm B von dem Übertragungsteil C. Man kann daher den gesamten Übertragungsteil C herausnehmen, mit Ausnahme des Durchtrittsrohres 30 in der Wand 1; die Rohre 62, 70, 71, 72 und 73 lösen sich von den Seilscheiben e, f, r und u, die innerhalb des Behälters liegen und in das Parallelogramm 8 b eingesetzt sind, und zwar wegen ihrer Klauen- bzw. Keilkupplungen. Beim Herausziehen kann das Parallelogramm 8 α auf dem Flansch

37 festsitzen bleiben oder aus Gründen der Bequemlichkeit durch Losschrauben der Schrauben 54 a abgebaut werden.

Es verbleibt dann im Behälter lediglich der Arbeitsarm B, der normalerweise, da er nicht unterstützt ist, in den Behälter fallen würde. Um ein Herabfallen zu vermeiden, das zur Beschädigung des Arbeitsarmes B führen könnte, ist eine Haltevorrichtung für den Arbeitsarm B in dem Durchtrittsrohr 30 der Wand 1 vorgesehen, die nach dem Auseinandernehmen wirksam werden kann.

Diese Vorrichtung (F i g. 2 und 4) ist wie folgt aufgebaut: An der inneren Wand des Durchtrittsrohres 30 und senkrecht zu dieser sind durch Schrauben 94 vier Kreissegmente 95 mit Kanten 97 symmetrisch zu zweit beiderseits der Ebene YZ durch die Achse MM verteilt angeordnet. Diese Segmente erstrecken sich radial so, daß sie die Flansche 37 bei der Gleitbewegung des Hauptrohres 36 in dem Durchtrittsrohr 30 der Wand hindurchtreten lassen. Die Flansche 37 sind dazu nämlich entsprechend einem polygonalen Umriß ausgeschnitten, der insbesondere Kanten 96 bildet, die parallel zu den inneren Kanten 97 der Segmente 95 verlaufen. Diese Ausbildung ermöglicht so eine zusätzliche Führung des Hauptrohres 36 in dem Durchtrittsrohr 30 bei dem Ausziehen.

Die Segmente 95 sind jeweils mit einer Bohrung 98 versehen, wobei die Bohrungen von zwei an derselben Seite befindlichen Segmenten miteinander fluchten. Jedes Paar miteinander fluchtender Bohrungen 98 ist von einer Stange 99 durchsetzt, die an der Bedienungsseite einen Vierkantkopf hat. Diese Stange weist zwei mit Gewinde versehene Abschnitte 100 und 101 auf, dessen erster normalerweise in die Bohrung 98 eingeschraubt ist, die an der Bedienungsseite liegt und zu diesem Zweck mit einem Gewinde versehen ist. Der Abschnitt 101 befindet sich am anderen Ende der Stange 99 an der Behälterseite. Er kann in eine mit Gewinde versehene Buchse 102 eingeschraubt werden, die sich an der Innenseite des Flansches 55 des Bügels 50 & befindet.

Außerdem weisen die beiden an der Behälterseite befindlichen Kreissegmente 95 jeweils einen Vorsprung 103 auf, der in den Innenraum des Behälters senkrecht zur Fläche der Kreissegmente 95 gerichtet ist.

Die oben beschriebene Vorrichtung wird unmittelbar vor dem Auseinandernehmen auf die folgende Weise verwendet: Das Hauptrohr 36 und dessen innere Elemente werden relativ zum Durchtrittsrohr 30 längs der Achse MM vorgeschoben, bis die Vorsprünge 103 gegen den Flansch 55 des Bügels 506 stoßen. Jede der Stangen 99 wird dann durch den Vierkant gedreht, so daß sie sich von den äußeren Kreissegmenten 95 losschrauben und in die Buchsen 102 einschrauben. Der Arbeitsarm B ist damit mit dem Durchtrittsrohr 30 fest verbunden und wird von diesem festgehalten, ohne daß er in den Behälter fallen kann, wenn das Hauptrohr 36 und die inneren Rohre 62 und 70 bis 73 herausgezogen werden.

Die Beschreibung der Wirkungsweise des Handhabungsgerätes sei auf den Hinweis beschränkt, daß das Hauptrohr 36 die Bewegung in Richtung des Pfeiles Y durch seine Gleitbewegung in dem Durchtrittsrohr 30, die es auf alle anderen inneren Rohre weitergibt, von dem Bedienungsarm A auf den Arbeitsarm B überträgt. Das Hauptrohr 36 überträgt auch durch Drehung um die Achse MM, für die es fest mit den großen Tragteilen 11 der Parallelogramme 8 verbunden ist, die Drehbewegung des Tragteiles 11 des Bedienungsarmes A auf den Tragteil 11 des Arbeitsarmes B. In der gleichen Weise arbeiten die kleinen Tragteile 10 mit dem Rohr 62 zusammen. Daher werden sämtliche Verformungen des Parallelogramms 8 des Bedienungsarmes A, die die Seitenbewegung gemäß Pfeil X und die Höhenbewegung gemäß Pfeil Z umsetzen, von dem Parallelogramm 8 des Arbeitsarmes B mitgemacht, wodurch die Übertragung der beiden Bewegungen gewährleistet ist. Schließlich gewährleisten die vier anderen, durch die Seile und die Seilscheiben e, f, r und u des Bedienungsarmes A übertragenen Bewegungen die Drehung der Rohre 70 bis 73 und also der Seilscheiben e, f, r und u des Arbeitsarmes B. Diese letzteren übertragen über ihre Seile die Drehbewegungen auf die Wellen, um die die Zange 3 des Arbeitsarmes B bewegbar ist, und diese Zange macht also die entsprechenden, von der Bedienungsperson bei der Zange 3 des Bedienungsarmes A durchgeführten Bewegungen.

In den F i g. 6 und 7 ist eine abgeänderte Ausführung des Handhabungsgerätes dargestellt, die von der vorhergehend beschriebenen lediglich durch den Einbau des Durchtrittsrohres 30 in die Öffnung 2 der Wand 1 abweicht. Anstatt daß das Durchtrittsrohr 30 direkt in die Öffnung 2 eingesetzt ist, ist es von einer Rohrhalterung 110 umgeben, in der es drehbar auf Kugellagern 111 gelagert ist, die die Rolle der Kugellager 31 übernehmen. Die Rohrhalterung 110 ist mit Spiel in die öffnung 2 eingesetzt, in der sie auf die im folgenden beschriebene Art gehalten ist: An dem äußeren Ende ist die Rohrhalterung 110 mit einem dreieckigen Flansch 112 versehen, dessen obere Spitze einen Gabelteil 113 trägt, der um eine Achse 114 schwenkbar ist, welche von einem an der Wand 1 befestigten Beschlag 115 gehalten ist. Die Achse 114 liegt parallel zur Richtung gemäß Pfeil X nach Fig. 1, so daß sich die

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Achse der Rohrhalterung 110 und also die Achse MM des Gerätes um die Achse 114 in einer FZ-Ebene bewegen kann.

Der Flansch 112 ist an den beiden anderen Ecken durch Spannschrauben 116, die mit einem Ende in der Wand 1 befestigt sind, in gegenüber der Wand 1 veränderbarem Abstand gehalten. Diese Spannschrauben 116 durchqueren mit Spiel Öffnungen 117 des Flansches 112, der mittels Muttern 118 und zwischengelegter nachgiebiger Scheiben 119 von diesen Spannschrauben 116 eingeklemmt ist.

Das Spannen mittels der Spannschrauben 116 ist derart ausgeführt, daß die Achse MM des Gerätes horizontal liegt, wenn kein Unterdruck im Innenraum gegenüber der äußeren Atmosphäre besteht. Beim normalen Betrieb weist dieser Behälter jedoch einen Unterdruck auf. Die Befestigung durch die Spannschrauben 116 ermöglicht dann eine Neigung der Achse MM von unten nach oben (vom Außenraum nach dem Innenraum betrachtet), so daß die ao Ansaugwirkung auf den Übertragungsteil C, die dem Durchtrittsquerschnitt des beweglichen Teiles proportional ist (Rohr 30 der Zeichnung Fig. 6), genau durch die längs der Achse wirkende Schwenkkraftkomponente des Gesamtgewichtes des beweglichen Teiles ausgeglichen ist.

Es ist klar, daß dabei die Dichtigkeit des Behälters gewährleistet sein muß, im vorliegenden Fall z. B. durch eine Zusatzdichtung um die Öffnung 2.

Diese Dichtung, die zu dem Balg 93 hinzukommt, ist durch eine nachgiebige Dichtungsmuffe 120 gebildet, die an einem Ende im Innern des Behälters an der Wand 1 und am anderen Ende außerhalb des Behälters an der Rohrhalterung 110 befestigt ist.

Wegen dieser Anordnung ist eine mangelnde Abdichtung des Behälters der Bedienungsperson unmittelbar erkennbar, wenn das Gerät die »Nase nach außen steckt«. Wenn die Leckströmung von einer Beschädigung des Balges 93 herrührt, kann diese provisorisch verschlossen werden.

Der vordere Flansch 37 ist nämlich an seiner inneren Stirnfläche mit einem Dichtungsring 121 versehen, der durch relative Verschiebung der Rohre 36 und 30 in Anlage an die vordere Ringkappe 33 gebracht werden kann.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Mechanisches Handhabungsgerät für Verlagerungen von Gegenständen in einer radioaktiven Umgebung mit einem Bedienungsarm auf der einen Seite einer der Wände des die radioaktive Umgebung begrenzenden Behälters und mit einem gesteuerten Arbeitsarm auf der anderen Seite, wobei diese beiden Arme mittels eines drehbar und längsverschieblich durch eine öffnung der Wand geführten Hauptrohres miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Bedienungsarm (/4) als auch der gesteuerte Arbeitsarm (B) in an sich bekannter Weise parallelogrammartig zusammengesetzte Tragteile (8 bis 11) aufweist, die in zwei zueinander parallelen Ebenen liegen, wobei das Hauptrohr (36) fest mit dem einen Ende eines ersten Tragteiles (11) der beiden parallelogrammartigen Arme (A, B) verbunden ist, an den andererseits ein ein Bedienungsorgan (3 a) bzw. Greiforgan (3 b) tragender zweiter Tragteil (7, 9) angrenzt, und daß ein zum Hauptrohr (36) konzentrisches und gegenüber diesem frei drehbares inneres Rohr (62) vorgesehen ist, das an seinen beiden Enden mit einem zum zweiten Tragteil (7, 9) parallelen Tragteil (10) des betreffenden Parallelogramms undrehbar verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Hauptrohr (36) des Handhabungsgerätes drehbare innere Rohr (62) im Innern so viele konzentrische Rohre aufweist, wie zusätzliche Bewegungen von dem Bedienungsorgan (3d) auf das gesteuerte Greiforgan (3 b) übertragen werden sollen, wobei jedes Rohr in bezug auf die anderen drehbar gelagert ist und an jedem Ende drehfest mit einer Seilscheibe (e, f, r, u) verbunden ist, die über Seilführungen (Seile 82, 83, 84) mit je einer der Achsen verbunden sind, um die die zusätzlichen Bewegungen ausgeführt werden sollen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem inneren Rohr (62) vier konzentrische Rohre (70, 71, 72, 73) vorgesehen sind, die zur Übertragung der Drehbewegung (Pfeil R), des Schließens (Pfeil F), des Anhebens (Pfeil E) und der azimutalen Bewegung (Pfeil U) des Bedienungsorgans (3 a) auf das Greiforgan (3 b) dienen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienungsorgan (3 a) und das Greiforgan (3 b) an je einem Rohr (7) befestigt sind, das drehbar im Innern des an den ersten Tragteil (11) des entsprechenden Parallelogramms (8) angrenzenden zweiten Tragteiles (9) angeordnet ist, um die azimutale Bewegung (Pfeil U) jedes Organs (3 a, 36) zu ermöglichen, wobei das Festhalten durch einen Gelenkmechanismus (4, 5, 6) gewährleistet ist, der die Ausführung der drei zusätzlichen Bewegungen ermöglicht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen elastischen ausziehbaren Balg (93), der mit seinem einen Ende an dem aus der Wand (1) herausragenden Teil des axial verschiebbaren Hauptrohres (36) und mit seinem anderen Ende an einem konzentrisch zum Hauptrohr (36) in der öffnung der Wand drehbar gelagerten äußeren Durchtrittsrohr (30) befestigt ist, das mit dem Hauptrohr (36) drehfest verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptrohr (36) an jedem Ende mit einem Flansch (37) versehen ist, an dem Winkeleisen (38) anliegen, die sich auf an dem Durchtrittsrohr (30) gelagerten Rollen (40) beim Verschieben des Hauptrohres (36) in dem Durchtrittsrohr (30) verschieben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flansch (37) des Hauptrohres (36) an dem ersten Tragteil (11) des entsprechenden Parallelogramms mit Schrauben (54) befestigt ist, die zugleich ein Verbindungsstück (50, 55) halten, an dem der fest mit dem inneren Rohr (62) verbundene Tragteil (10) des Parallelogramms angelenkt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb des Behälters liegende Flansch (37) des Hauptrohres (36) mit

einem Gegengewicht (65) versehen ist, das die Gewichte der Parallelogramme (8) um die Achse (MM) des Hauptrohres (36) ausgleicht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Köpfe der Schrauben (54) zur Befestigung der Flansche (37) in den Innenraum des durch die Wand (1) des Behälters führenden Durchtrittsrohres (30) gerichtet sind, so daß sie durch das Durchtrittsrohr hindurch zugänglich sind, und daß die Seilscheiben (e, f, r, u) für die Übertragung der zusätzlichen Bewegungen und die Tragteile (10) der Parallelogramme (8), die fest mit dem inneren Rohr (62) verbunden sind, durch Klauen- oder Keilkupplungen mit den dazugehörigen Rohren (73, 72, 71, 70) verbunden sind, so daß sie von der Bedienungsseite des Handhabungsgerätes aus das Loslösen des gesteuerten Arbeitsarmes (B) bzw. des Greiforgans (3&) von den Rohren (73, 72, 71, 70, 62, 36) innerhalb des Durchtrittsrohres (30) durch die Wand (1) des Behälters und das Herausnehmen dieser gesamten Rohre gestatten.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchtrittsrohr (30) durch die Wand (1) des Behälters an seiner Innenfläche Teile (Kreissegmente 95) aufweist, die gleitfähige, mit Gewinde versehene, parallel zur Achse des Durchtrittsrohres (30) liegende Stangen (99) tragen, und daß der Bügel (50) des Parallelogramms (8) des gesteuerten Greiforgans (3 b) entsprechende, mit Gewinde versehene Ansätze (Buchse 102) aufweist, in die die Stangen (99) zum Herausnehmen der Reihe von Rohren (73, 72, 71, 70, 62, 36) und zum Halten des Parallelogramms (8) des gesteuerten Greiforgans (3 b) eingeschraubt werden können.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchtrittsrohr (30) drehbar mit einem gewissen Spiel in einer Rohrhalterung (UO) in der Öffnung (2) der Wand (1) des Behälters angeordnet ist und daß diese Rohrhalterung (110) einen Flansch (112) aufweist, der an einer Stelle (Achse 114) an der Wand angelenkt ist und an zwei weiteren Stellen (Spannschrauben 16) in unveränderbarer Entfernung von der Wand gehalten ist, so daß sich die Gesamtanordnung neigen läßt zum Ausgleich der Ansaugwirkung durch einen normalerweise in dem Behälter herrschenden Unterdruck.

12. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtungsmuffe (120) vorgesehen ist, die die Rohrhalterung (110) umgibt und an einem Ende auf dem Flansch (112) der Rohrhalterung (110) und an dem anderen Ende an der Wand (1) des Behälters im Innern desselben befestigt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 476 249, 2 695 715,
846084.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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