DE1464524C - Vorrichtung zur Strahlungsdichten Durchführung einer bewegbaren Steuerstange durch eine Strahlenschutzwand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Strahlungsdichten Durchführung einer bewegbaren Steuerstange für die Fernbedienung von Bauteilen, die sich in einem durch eine Strahlenschutzwand abgeschlossenen Raum befinden, bestehend aus einer in der Strahlenschutzwand angeordneten, mindestens zweiteiligen Schutzkugel aus einem strahlungsabsorbierenden Material, die eine zentrale Durchführungsbohrung zur Durchführung der Steuerstange und zwei gegenüberliegende, auf einer senkrecht zur Durchführungsbohrungsachse und durch das Zentrum der Schutzkugel verlaufenden ersten Schwenkachse angeordnete Ausnehmungen aufweist, in die zur schwenkbaren Lagerung der Schutzkugel in einem sie umgebenden Tragteil je ein innerer Schwenkzapfen eingreift, bei der das Tragteil seinerseits mit Hilfe zweier äußerer Schwenkzapfen um eine senkrecht zur ersten Schwenkachse und durch das Zentrum der Schutzkugel verlaufende zweite Schwenkachse schwenkbar in einem wandfesten Tragkörper gehaltert ist.

Eine Vorrichtung dieser Art ist in der französischen Patentschrift 1 299 422 beschrieben. Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Vorrichtung liegt darin, daß zwischen ihren verschiedenen Teilen ein Spiel verbleibt, das sich nicht so weit verkleinern läßt, daß Spalte, durch die gegebenenfalls ionisierende Strahlung nach außen gelangen kann, mit Sicherheit vermieden bleiben.

Ausgehend von diesem bekannten Stande der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die auch bei großem Schwenkwinkel für die Steuerstange, geringem Reibungswiderstand und einfachem Aufbau eine absolute Gewähr für Strahlungsundurchlässigkeit bietet.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Tragteil aus einem Tragring besteht, dessen Innendurchmesser in Richtung der ersten Schwenkachse kleiner ist als in Richtung der zweiten Schwenkachse. .

Durch den oben beschriebenen Tragring und dessen Ausbildung werden die zwischen der Schutzkugel und ihrer Halterung wirksam werdenden Reibungskräfte herabgesetzt, wodurch sich einerseits der Materialverschleiß und andererseits die für die Bewegung der Steuerstange erforderliche Antriebskraft vermindern.

Ein weiterer Vorteil der oben beschriebenen Vorrichtung liegt darin, daß der Ausbau erneuerungsbedürftiger Teile der Vorrichtung, wie etwa der Schutzkugel oder ihrer Teile, wesentlich vereinfacht wird und außerdem dabei mindestens ein teilweiser Schutz gegen den Austritt von radioaktiver Strahlung in den Außenraum aufrechterhalten werden kann.

Die oben beschriebene Vorrichtung wird nunmehr durch die Schilderung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung veranschaulicht ist; es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Schnitt durch den Tragring der Vorrichtung,

F i g. 2 eine Ansicht der Schutzkugel in Richtung auf eine Ebene, die senkrecht zu der Achse der beiden inneren Schwenkzapfen des Tragringes liegt,

F i g. 3 einen Schnitt durch einen Tragkörper für den Tragring, in Richtung derjenigen Achse gesehen, die dessen äußere Schwenkzapfen verbindet,

F i g. 4 einen schematischen Schnitt durch die zusammengebaute Vorrichtung in der gleichen Richtung gesehen wie F i g. 3,

F i g. 5 eine schaubildliche, halb geschnittene Darstellung der wesentlichen Teile der Vorrichtung, aus der die gegenseitige Lage des Tragringes und der Schutzkugel genauer ersichtlich ist,

F i g. 6 eine weitere, nur teilweise gezeichnete perspektivische Darstellung, die besonders deutlich die Einzelheiten der Ausführung der Schutzkugel erkennen läßt.

In F i g. 1 sieht man einen Tragring 1 mit zwei inneren Schwenkzapfen 2 und 3, die für die Halterung einer Schutzkugel 4 (in F i g. 2) bestimmt sind und in zylindrische Bohrungen 5 eingreifen, die in Richtung einer Durchmesserachse in dieser Kugel vorgesehen sind. Der Tragering 1 ist ferner mit zwei äußeren Schwenkzapfen 6 und 7 versehen, deren gemeinsame Achse senkrecht zu der gemeinsamen Achse der beiden inneren Schwenkzapfen 2 und 3 liegt; diese Schwenkzapfen 6 und 7 sind dazu bestimmt, in Lagerbohrungen 8 einzugreifen, die in einem Tragkörper 9 (F i g. 3) vorgesehen sind.- Der Tragkörper 9 besteht aus einem Block 10, der im Inneren eine kugelige Höhlung 11 aufweist. Der Block 10 ist fest mit der Wand 12 der Zelle verbunden, in der die Vorrichtung angeordnet wird, um den Durchtritt irgendeines fernbetätigbaren Werkzeuges durch die Wand zu gestatten.

Der Tragring 1 hat eine Form, die im wesentlichen aus vier kreisbogenförmig gestalteten Umfangselementen 13, 14, 15 und 16 zusammengesetzt ist, die miteinander über etwa radiale Verbindungsstücke 17 verbunden sind. Die beiden Umfangselemente 13, und · 14, welche die inneren Schwenkzapfen 2 bzw. Jtiragen, haben gleichen Krümmungsdürchmesser. Dieser,ist etwas kleiner als der äußere Durchmesser der Schutzkugel 4, und dieser Durchmesser der Schutzkugel 4 ist seinerseits kleiner als der Durchmesser der Krümmung der Umfangselemente 15 und 16, an denen die äußeren Schwenkzapfen 6 und 7 sitzen. Um nun den Zusammenbau und die erforderlichen Schwenkbewegungen der Schutzkugel 4 innerhalb des Tragringes 1 zu gestatten, hat die Schutzkugel 4 zwei Ausnehmungen 18, bei deren Projektion auf die Zeichenebene der F i g. 2 zwei symmetrische zur Achse der Schutzkugel 4 liegende verbreiterte Sektorflächen 18a und 186 erscheinen, die symmetrisch zu der durch die inneren Schwenkzapfen 2 und 3 gegebenen Achse liegen.

Jeder der Sektorfiächen 18a oder 186 hat näherungsweise die Form eines Kugelsektors, der durch zewi ebene Grenzflächen 19a und 20a (bzw. 196 und 206) SOWIe₁ einen konischen Flächenteil 21a (bzwj 216) begrenzt ist. Die Abmessungen jeder- der Ausnehmungen 18 der Schutzkugel 4 sind derart bestimmt, daß die Schutzkugel 4 im Inneren des Tragringes 1 um einen bestimmten Winkel schwenkbar ist. Zu diesem Zweck ist der Krümmungshalbmesser der Umfangselemente 13 und 14 des Tragringes 1 ein wenig größer als der Durchmesser der Schutzkugel 4 innerhalb der Ausnehmung 18, während der Krümmungshalbmesser des Umfangselemcntes 15 (oder 16) ein wenig größer als der mittlere Radius der Schutzkugel 4 ist. Der Winkel zwischen den beiden ebenen Flächen 19a und 20a (oder 196 und 206), der die vertieften Sektorflächen 18a oder 18 b festlegt, entspricht dem möglichen Schwenkwinkel der Schutzkugel 4 um diejenige Achse, welche die Schwenkzapfen 2 und 3 verbindet.

In gleicher Weise hat die Höhlung 11 des Tragkörpers 9 einen mittleren Halbmesser, der etwas größer ist als der Halbmesser der Schutzkugel 4; sie enthält

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außerdem zwei Ausnehmungen, von denen nur eine in sein würde. In diesem Fall hätte nämlich die beweg-

der Zeichnung zu sehen und mit 22 bezeichnet ist, um liehe Schutzkugel 4 einen gleichbleibenden Radius an

eine Schwenkung des Tragringes 1 um die gemein- ihrer gesamten Oberfläche, der demjenigen Radius ent-

same Achse der Schwenkzapfen 6 und 7 zu gestatten. spricht, den die Schutzkugel 4 nur in den vertieften

Jede dieser Ausnehmungen 22 ist ihrerseits durch zwei 5 Zonen beiderseits der Schwenkzapfen 2 und 3 hat. Um

gleiche, verbreiterte Kugelsektoren 22 a und 22 b be- jedoch diese Verringerung des Schutzes auszugleichen,,

grenzt, deren Umfang durch zwei ebene Flächen- kann man in sehr einfacher Weise die den Block 10

teile 23 α und 24a sowie einen kegeligen Flächenteil bildenden oberen und unteren Ringe 26 und 27 durch

25a gebildet ist. Die mit 23b, 24b und 256 bezeich- Vorsprünge 31 und 32 mit leicht konischem Profil,

neten Flächenteile begrenzen in entsprechender Weise io welche die Schwenkwinkel der Schutzkugel 4 und des

den Sektor 22b. Der Halbmesser jeder der Grund- diese tragenden Tragringes 1 nicht verkleinern, in

flächen der Ausnehmungen 22 ist etwas größer als der ihrem Stärkenmaß vergrößern,

der Umfangselemente 15 und 16 des Tragringes 1. Der Auf jeden Fall ist festzustellen, daß gegebenenfalls

von den ebenen Flächenteilen 23a und 24a (oder 236 mögliche Durchtritte einer aktiven Strahlung (sche-

und 24b) gebildete Winkel bestimmt den maximalen 15 matisch durch die Linie y-y' angedeutet), nur dann er-

Schwenkwinkel des Tragringes 1 um seine ihn halten- folgen könnten, wenn der Durchmesser der Schutz-

den Schwenkzapfen 6 und 7. kugel 4 groß ist im Verhältnis zur Wandstärke der

Die bisher einzeln beschriebenen Bauteile der oben Schutzwand 12, d. h. in demjenigen Fall, in dem man

beschriebenen Vorrichtung sind in F i g. 4 zusammen- für das hindurchzuführende Werkzeug einen besonders

gebaut dargestellt. Der Block 10, der die innere Be- 20 großen Schwenkwinkel erhalten möchte. Wenn anderer-

wehrung des die Vorrichtung tragenden Wandteiles seits die Schutzkugel nur einen kleinen Schwenkbe-

darstellt, ist vorzugsweise aus einem unteren Ring 26 reich benötigt, werden die Verstärkungsvorsprünge 31

und einem sich auf diesen unteren Ring abstützenden und 32 nutzlos; in jedem Falle können sie vorteilhaft

oberen Ring 27 zusammengesetzt, wobei der obere durch flache Ringe geringer Stärke ersetzt werden, die

Ring 27 vorzugsweise in zwei einander gleiche Hälften 25 aus einem sehr dichten Material, beispielsweise einer

27 α und 276 unterteilt ist, um das Auseinanderbauen Legierung aus Wolfram und Uran, bestehen,

der gesamten Vorrichtung zu erleichtern, wie dies im F i g. 5 veranschaulicht das Auseinandernehmen

einzelnen weiter unten geschildert wird. der oben beschriebenen Vorrichtung. Die Schutz-·

Aus F i g. 4 ist zu ersehen, daß die Schutzkugel 4 kugel 4 ist bei dieser Vorrichtung aus drei Teilen zuum die sie haltenden inneren Schwenkzapfen 2 und 3 30 sammengesetzt, einem unteren Teil 33, der eine Halbgeschwenkt werden kann (von diesen Schwenkzapfen kugel ist, und einem oberen Teil 34, der aus zwei dicht ist nur der Schwenkzapfen 2 durch Aufbrechen eines zusammengefügten Kugelvierteln besteht (in F i g. 5 Teiles der Schutzkugel 4 sichtbar gemacht; er sitzt ist nur das mit 34 bezeichnete eine Kugelviertel sichtunter Zwischenschaltung eines Kugellagers 28 in der bar, das andere ist abgenommen). Zum Zusammenbau Bohrung 5). Der Tragring 1 kann seinerseits innerhalb 35 der Kugelteile dienen nicht dargestellte Schrauben; für der Höhlung 11 des Tragkörpers 9 um die gemein- das einwandfreie Zusammenpassen und -fügen der same Achse seiner äußeren Schwenkzapfen 6 und 7 Teile um die Hülse 30 sind konische Paßstifte 35 und geschwenkt werden (in der Zeichnung ist nur der 36 vorgesehen, die in geeignete Paßbohrungen ein-Schwenkzapfen 6 sichtbar). Die Schutzkugel 4 ist in greifen. Aus F i g. 5 sind auch weitere Einzelheiten Richtung eines Durchmessers durchbohrt, Vorzugs- 40 der Vorrichtung genauer erkennbar; man sieht insbeweise längs einer Achse, die senkrecht zu den Achsen sondere, daß die Schutzkugel 4 Transversalnuten oder der Schwenkzapfen 2, 3 und 6, 7 verläuft. Durch diese -kanäle 37 aufweist, in denen Steuer- oder Betätigungszylindrische Bohrung 29 führt eine Hülse 30 hindurch, seile oder -leitungen durch die Vorrichtung hindurchdie das Hindurchführen eines nicht dargestellten geführt werden können, um die Bewegungen des Werk-Mechanismus oder Werkzeuges durch die Schutz- 45 zeuges zu bewirken.

wand 12 gestattet; dieses Werkzeug kann im Inneren Beim Auseinanderbau nimmt man zunächst den

der Hülse 30 frei verschoben und in beliebiger Rieh- oberen Ring 27 des Blockes 10 ab, also die ,beiden

tung um das Zentrum der Schutzkugel 4 geschwenkt Teile 27a und 21b, aus denen dieser Ring besteht,

werden. Dann kann man die beiden Kugelviertel 34 heraus-

Aus F i g. 4 lassen sich besonders gut die wesent- 50 nehmen und nach Lösen der Befestigungsschrauben 39

liehen Vorteile erkennen, die sich durch die besondere die Hülse 30 und den Tragring 1 vollständig entfernen,

Formgestaltung der Schutzkugel 4, des Tragringes 1 der über seine Schwenkzapfen 2 und 3 die Schutz-

und des Tragkörpers 9 ergeben, insbesondere die Be- kugel 4 trägt. Wenn — wie dies bei dem ausgewählten

grenzung der Gefahr von Strahlungsdurchtritten durch Ausführungsbeispiel vorausgesetzt wurde — die

die Wand 12 und die Vorrichtung. 55 Wand 12 der Zelle im wesentlichen horizontal ver-

Man sieht, daß der durch die Vorrichtung gewähr- läuft, ruht die unterseitige Halbkugel 33 mit ihrem

leistete Strahlungsschutz längs der Linie x-.x' (die in Gewicht auf dem unteren Teil der Höhlung 11 auf und

F i g. 4 strichpunktiert eingezeichnet ist) praktisch hält so — ganz unabhängig von dem Gang des Aus-

•stets gleich bleibt, während dieser Schutz längs der einander- oder Zusammenbaus der Vorrichtung — Linie y-y', die parallel zu der Linie x-x' liegt, aber 60 einen Strahlenschutz aufrecht, der zumindest gleich gegenüber dieser seitlich verschoben ist, nur wenig ge- der Hälfte des gesamten Schutzes ist. Das Ausbauen ringer ist. Man erkennt jedoch, daß diese Schwächung der Halbkugel 33 kann sodann zweckmäßigerweise die im wesentlichen durch die Verringerung der Ma- unter Verwendung einer provisorischen Strahlcnterialdicke bedingt ist, die sich aus der Anordnung der Schutzabschirmung erfolgen.

Ausnehmungen in der Schutzkugel 4 ergibt, nur relativ 65 Die schaubildliche Darstellung in F i g. 6 zeigt gering ist; da diese Verringerung höchstens gleich der- genau die gegenseitige Lage der in der Schutzkugel 4

jenigen ist, die man in jedem Punkt erhalten hätte, und der Höhlung Il angeordneten Ausnehmung 18 wenn der Tragring 1 ein zylindrischer Rotationskörper und des Ausschnittes 25.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Strahlungsdichten Durchführung einer bewegbaren Steuerstange für die Fernbedienung von Bauteilen, die sich in einem durch eine Strahlenschutzwand abgeschlossenen Raum befinden, bestehend aus einer in der Strahlenschutzwand angeordneten, mindestens zweiteiligen Schutzkugel aus einem strahlungsabsorbierenden Material, die eine zentrale Durchführungsbohrung zur Durchführung der Steuerstange und zwei gegenüberliegende, auf einer senkrecht zur Durchführungsbohrungsachse und durch das Zentrum der Schutzkugel verlaufenden ersten Schwenkachse angeordnete Ausnehmungen aufweist, in die zur schwenkbaren Lagerung der Schutzkugel in 'einem sie umgebenden Tragteil je ein innerer Schwenkzapfen eingreift, bei der das Tragteil ssinerseits mit Hilfe zweier äußerer Schwenkzapfen um eine senkrecht zur ersten Schwenkachse'und durch

das Zentrum der Schutzkugel verlaufende zweite Schwenkachse schwenkbar in einem wändfesten Tragkörper gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil aus einem Tragring (1) besteht, dessen Innendurchmesser in Richtung der ersten Schwenkachse kleiner ist als in Richtung der zweiten Schwenkachse.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wandfeste Tragkörper (9) aus einem unteren Ring (26) und einem oberen Ring (27) besteht, der seinerseits aus zwei aneinandergefügten Teilen (27a, 2Tb) bssteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Hälfte der Schutzkugel (4) aus einer Halbkugel (33) und die obere Hälfte der Schutzkugel aus zwei Viertelkugeln (34) besteht, die alle mittels Schrauben und in geeignete Bohrungen eingreifende Paßstifte (35, 36) zusammenbaubar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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