DE2162938A1 - Schub- und zugelement - Google Patents

Description

• Schub- und Zugelement Die Erfindung bezieht sich auf ein Schub- und Zugelement von veränder- -barer Länge.
• Derartige Schub- und Zugelemente haben einen weiten Anwendungsbereich.
• Sie werden beispielsweise als in Längsrichtung verstellbare starre Zahnstangen verwendet oder auch als teleskopartig ausziehbare, hydraulisch betriebene, insbesondere in Verbindung mit Greifern stehende, Elemente. Diese bekannten Elemente haben Jedoch-einen verhältnismäßig großen Raumbedarf, so daß es nicht oder höchstens in begrenztem Umfang möglich ist, sie in Behältern, wie Ziehflaschen, sogenannten Containern oder dergleichen, wie sie beispielsweise in der Kernreaktortechnik verwendet werden, anzuwenden. So ist es beispielsweise, um einen Körper aus einem Reaktorkanal durch ein Strahlenfluchtrohr in eine Ziehflasche zu ziehen, notwendig, daß die Ziehflasche, das Strahlenfluchtrohr und der Reaktorkanal eine geichlossene Einheit bilden, die außerdem vakuumdicht miteinander verbunden sein müssen und höchstens eine Leckrate von z 10 3 Torr/L/sek aufweisen dürfen. Die Ziehlänge beträgt dabei etwa 6 bis 8 m. Man hat sich zwar dadurch zu helfen versucht, daß an Zugelementen Ketten oder Seil-Triebe, die über Umlenkrollen geleitet werden, verwendet werden. Einerseits ist jedoch eine genaue Handhabung der Zugelemente schwierig, andererseits beanspruchen sie einen verhältnismäßig großen Raum, und schließlich sind diese Elemente nur als Zugnicht aber auch - wie dies vielfach gewünscht ist - als Schubelemente verwendbar.
• Aufgabe der irfindung ist es daher, ein Schub- und Zugelement zu schaffen, das einen verhältnismäßig geringen Raum beansprucht, 8ehr genau gehandhabt werden kann und trotz Flexibilität in einem Teilbereich im Arbeitsbereich eine große Biegesteifigkeit aufweiset.
• Diese Aufgabe wird bei einem Schub- und Zugelerlent der einhanrs erwähnten Art dadurch gelöst, daß das Schub- und Zugelement aus zwei autspulbaren und jeweils mit einem Ende mit einer drehbar gelagerten Spule, Trommel oder dergleichen verbundenen, aus einer Anzahl von bandartig mit-einander verbundenen, in Grenzen schwenkbaren, beim Ausziehen im Wechsel formschlüssig ineinander greifenden, strecllenweise in einer an sich bekannten Führung geführten Gliedern, eine Stange mit hoher Biegesteifigkeit bildenden Gliederb:.ndern besteht.
• Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform des Schub- und Zugelements gemäß der Erfindung besteht darin, daß beim Abziehen von den Spulen oder Trommeln die Glieder mit Ausnahme des das freie Ende des Schubund-Zugelements bildenden Gliedes so ineinander greifen, daß jeweils ein Glied des einen Gliederbandes mit zwei benachbarten Gliedern des anderen Gliederbandes formschlüssig verbunden sind. Dabei hat es sich ferner als vorteilhaft erwiesen, daß an einer der beiden von den Gliedern beider Gliederbänder gebildeten, eine die ineinander greifen -den Glieder übergreifende Verzahnung sowie ein mit der Verzahnung im Eingriff stehendes und mit einem Antrieb verbundenes Zahnrad vorgesehen sind. Dabei sind also beide Gliederbänderzu einer starren Zahnstange vereinigt, die sich selbständig nicht mehr voneinander lösen können. Bei der Herstellung ist es zwecl-anäßig, daß die Zähne nach der Vergliederung für beide Gliederbänder gemeinsam in die Zahnstange gefräst werden. Als tjerkstoff für die Glieder der Gliederbänder ist es zweclcinäßig, Edelstahl, Aluminium oder beispielsweise auch harten Kunststoff zu verwenden.
• Vorteilhaft ist ferner, daß zur Verbindung der Glieder je eines Gliederbandes ein flexibles Stahlband vorgesehen ist. Als Werkstoff für das Stahlband hat sich dabei ungehärteter Federstahl mit einer Dicke von etwa o,) bis 0,5 mm und mit einer Festigkeit von etwa 60 kg/mm² bewährt. Die Aufbringung eines an sich bekannten Itorrosionsschutzes auf die Stahlbänder kann im Bedarfsfall zweckmäßig sein. Die Verbindung der Glieder mit dem Stahlbändern erfolgt zweckmäßig mittels Nieten oder dergleichen, die mit ihrem großen Senkkopf von der Bandseite er in das Stahlband versenkt genietet werden.
• Als Antrieb für das mit der Zahnstange im- Eingriff stehende Zahnrad ist ein Elektromotor vorgesehen. Als sehr zweckmäßig hat sich außerdem ergeben, daß oberhalb der Führung zwei Rollen mit der. Breite der Gliederbänder entsprechenden Laufflächen, wobei der Abstand der Lauffl.jchen der Dicke der formschlüssig miteinander verbundenen Glieder bander entspricht, gegeneinander versetzt so drehbar gelagert sind, daß der Abstand ihrer Drehpunkte etwa der Hälfte der Längs eines Gliedes entspricht.
• Damit der Entgliederungsvorgang beim Aufspulen der Gliederbänder möglichst störungsfrei abläuft, ist oberhalb der Drehpunkte der Trommel ein Pendel mit einer an seinem freien Ende angeordneten Rolle oder einem Nocken oder dergleichen, dessen Drehpunkt auf der Verlängerung der Mittelinie der beiden miteinander verbundenen Gliederbänder schwenkbar ist angeordnet. Zur störungsfreien Handhabung ist es ferner zweickmäßig, daß die Lagerwellen für die Spulen oder Trommeln gegenüber der Horizontalen geneigt sind und ein in ein an der Innenwandung der Spulen oder Trommeln vorgesehenes Gewinde eingreifendes Gewinde aufteisen, wobei die Trommeln nit einer der Schwerkraft entgegen wirLencen Spiralfeder oder dergleicl1en verbunden sind. Dabei weisen die Spulen oder Trommeln eine solche Breite auf, daß die Gliederbänder lagesweise nebeneinander aufgespult werden. Bei dieser Ausführungsform der Schub- und Zugelemente gemäß der Erfindung wird die Feder gespannt, wenn die Spule oder die Trommel infolge ihres Gewichtes sich senkt.
• Notwendig ist es dabei, daß die Federn eine solche Vorspannung aufweisen, daß nach Abspulen der Spulen oder Trommeln die Kraft der Federn größer ist als die dem Eiagengewicht der Spule entsprechende Kraft, um den Aufspulvorgang in die Wege zu leiten.
• Die Vorzüge desSchub- und Zugelements gemäß der Erfindung in der Ausbildung aufspulbarer Zahnstangen bestehen somit darin, daß trotz geringen Raumbedarfs ein langer Arbeitsweg erzielt wird und daß ein-Einbau in ein vakuumdichtes Gehäuse, wie dies in der Kerntechnik häufig erwünscht ist, ohne weiteres möglich ist.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigten Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Schub- und Zugelement, teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt durch das Schub- und Zugelement gemäß Fig. 1 nach der Linie A-A, Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer anderen Seitenansicht des Schüb- und Zugelements gemäß Fig. 1, Fig. 4 eine perspektivische ;edergabe des als Zahnstange ausgebildeten Schub- und Zugelements, Fig. 5 die gergrößerte Wiedergabe eines Ausschnitts aus Fig. 1.
• Wie aus der Zeichnung- hervorgeht, besteht das Schub- und Zugelement aus zwei aus den Gliedern 1 gebildeten Gliederbändern. Die Anordnung der Glieder 1 zu Gliederbändern erfolgt dabei zweckmäßig entweder durch feste Verbindung der Glieder 1, beispielsweise mittels Nieten, mit flexiblen Stahlbändern 2 oder aber auch - wie in der Zeichnung nicht dargestellt ist - mittels Scharnieren. Beide Gliederbänder sind auf je einer Spule oder Trommel 3,4 aufspulkar. Die Glieder 1 der Gliederbänder sind so ausgebildet,- da$-sie naqh dem Abspulen von den Trommeln 3,4 formechlüssig ineinander grew£çnot sie sind dabei auf den Stahlbändern 2 so angeordnet, daß åeweils-git Ausnahme des freien Endgliedes 1 a eines der beiden Gliederbänder ein Glied des einen Gliederbandes je zur Hälfte zwei Glieder destanderen Gliederbandes übergreift. Um sicherzustellen, daß die Glieder beider Gliederbänder störungsfrei ineinander greifen, sind zwei drehbar gelagerte Rollen 5,6 vorgesehen, deren Lauffläche der Breite der Gliederbänder entspricht, wobei der Abstand der Laufflächen gleich oder nahezu gleich der Dicke der formschlüssig miteinander verbundenen Gliederbänder ist. Wie am besten aus Fig. 5 hervorgeht, sidd die Rollen 5,6 so gegeneinander versetzt gelagert, daß der Abstand ihrer Drehpunkte größer ist als die halbe Länge a eines Gliedes 1, und zwar ist es zweckmäßig, daß, wenn der Winkel, um den jedes Glied eines Gliederbandes 2 schwenkbar ist, 20° beträgt, die Anordnung der Rollen 5,6 so ist, daß der Winkel, den der senkrechte Radius durch den Berührungspunkt der in der am weitesten ausgeschwenkten Stellung eines Gliedes angelegten Tangente parallel zu der Längsachse eines Gliedes 1 an die Lauffläche einer Rolle 5 oder 6, mit der Waagerechten durch den Berührungspunkt der Tangente mit der Lauffläche, bildet, etwa 15° beträgt. Durch die Rollen 5,6 wird somit erreicht, daß die Glieder 1 beider Gliederbänder aus der Kippstellung, mit der sie zunächst miteinander in Berührung kommen, in die Richtung der Längsachse des Schub- und Zugelements gedrückt werden. Zur weiteren Sicherung einer störungsfreien Handhabung ist außerdem oberhalb der Rollen 5,6 zwischen den getrennten Gliederbändern ein Pendel 7, dessen Drehpunkt auf der Verlängerung der Mittellinie der beiden miteinander verbundenen Gliederbänder liegt, schwenkbar angeordnets An dem freien Ende des Pendels 7 ist dabei eine Rolle 8 od- ein Nocken oder dergleichen angeordnet. Drehpunkt und Schwenkbereich dcs Pendels 7, ebenao der Durchmesser der Rolle 8, sind dabei so vorgesehen, daß - wie aus Fig. 5 hervorgeht - die miteinander in Kontakt zu bringenden Glieder beider Gliederbänder vor dem Ineinandergreifen um 20° auf der Senkrechten ausgeschwenkt sind. Um eine möglichst feste Vergliederung zu erreichen, sind die nach der Vergliederung miteinander im Eingriff stehenden Flä-9,10 der Glieder 1 klauenartig ausgebildet. Außerdem ist, um auch in senkrechter Richtung eine Verschiebung der Glieder wider Bänder gegeneinander auszuschließen, in den Gliedern je eines Bandes eine Ausnehmung und in den Gliedern des anderen Gliederbandes je eine nach der Vergliederung der Glieder beider Gliederbänder in die Ausnehmung 11 eingreifende Feder 12 oder dergleichen vorgesehen.
• Wie in Fig. 4 dargestellt, ist an einer der beiden von den Gliedern beize Gliederbänder gebildeten Fläche eine die ineinanr greifenden Glieder 1 übergreifende Verzahnung 13 vorgesehen. Mit der Verzahnung 13 steht ein mittels eines Elektromotors 14 oder dergleichen angetriebenes Zahnrand 15 im Eingriff. Mittels des angetriebenen Zahnrades 15 werden die Gliederbänder von den Spulen oder Trommeln 3,4 abgezogen und nach Vergliederung durch die Führung 16 gefuhrt. Um eine möglichst gute Vergliederung und Führung zu erzielen, sind am äußeren Umfang der Rollen 5,6 schräge Führungsflächen angebracht.
• Wie besonders deutlich aus Fig. 4 hervorgeht, ist dasletzte Glied 1 a eines der beiden Gliederbänder so ausgebildet, daß es möglich ist, auf einfache Weise, beispielsweise durch Ein- und Ausklinken ein Greifwerkzeug oder ein anderes Werkzeug mit dem Glied 1 a zu verbinden. Für eine Reihe von Zwecken genügt es dabei, in dem Glied 1 a vorzugsweise rechtwinklige Aussparungen vorzusehen.
• Um ein möglichst reibungsfreies Aufspulen und Abspulen der beiden Gliederbänder auf den Trommeln 3 und 4 zu gewährleisten, ist die Breite der Spulen oder Trommeln so groß, daß mehrere Lagen der Gliederbänder nebeneinander Platz haben. Außerdem hat es sich als zweckmäßig erwiesen - wie in Fig. 3 dargestellt - die Lagerachse 17 der Trommeln 3,4 mit Neigung gegenüber der Horizontalen anzuordnen und auf der Innenwandlung der Trommeln 3,4 ein in ein auf der Lagerachse vorgesehenes Gewinde 18 eingreifendes Gewinde vorzusehen. Die Glieder sind mit den Gliederbändern, beispielsweise durch Nieten, fest verbunden. Ebenfalls ind die Gliederbänder mit den Trommeln 3 und 4 fest verbunden. Die Spulen oder Trommeln 3,4 sind jeweils in der tiefsten Stellung, wenn die GlìeGerbänder ganz abgespult sind. Zur Erleichterung des Aufspulvorganges sind die Spulen oder Trommeln 3,4 jeweils mit einer Spiralfeder 19 so fest verbunden, daß die Federkraft der auf die Spulen oder Trommeln 3,4 einwirkenden Schwerkraft entgegen gerichtet ist. Dazu sind die Federn 19 mit dem Gehäuse 20,in dem das Schub- und Zugelement angeordnet ist, fest verbunden. Für den Ruckspulvorgang ist es vorteilhaft, wenn die Federkraft etwas größer ist als die auf die Spule oder Trommel 3,4 wirkende Schwerkraft. Im BedarfsfaBle kann das Gehäuse 20 so ausgebildet sein, daß es evakuierbar ist und beispielsweise mit einer in der Reaktortechnik häufig verwendeten Ziehflasche in Verbindung ebracht werden kann.

Claims (7)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Schub- und Zugelement von veränderbarer Länge, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Schub- und Zugelement aus zwei aufspulbaren und jeweils mit einem Ende mit einer drehbar gelagerten Spule, Trommel (3,4) oder dergleichen verbundenen, aus einer Anzahl von bandartig miteinander verbundenen, in Grenzen schwenkbaren, beim Ausziehen im viechsel formschlüssig ineinander greifenden, streckenweise in einer an sich bekannten Führung (1£>) geführten Gliedern (1), eine Stange mit hoher Biegesteifigkeit bildenden Gliederbändern besteht.

2. Schub- und Zugelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß beim Abziehen von den Spulen oder Trommeln (3,4) die Glieder (1) mit Ausnahme des das freie r;nde'des Schub- oder Zugelements bildenden Gliedes (1 a) so ineinander greifen, daß jeweils ein Glied (1) des einen Gliederbandes mit zwei benachbarten Gliedern (1) des anderen Gliederbandes formschlüssig verbunden sind.

3. Schub- und Zu¢Lement nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an einer der beiden von den Gliedern (1) beider Gliederbänder gebildeten, eine die ineinander greifenden Glieder übergreifende Verzahnung (13) sowie ein mit der Verzahnung (13) im Eingriff stehendes und mit einem Antrieb (14) verbundenes Zahnrad (15) vorgesehen sind.

4. Schub- und Zugelement nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Verbindung der Glieder (1) je eines Gliederbandes ein flexibles Stahlband (2) vorgesehen ist.

5. Schub- und Zugelement nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r c h æ g e~k e n n z e i c h n e t, daß oberhalb der Führung (16) zweier Rollen (5,6) mit der Breite der Gliederbänder entsprechenden Laufflächen, wobei der Abstand der Laufflächen der Dicke der formschlüssig miteinander verbundenen Gliederbänder entspricht, gegeneinander versetzt so drehbar gelagert sind, daß der Abstand ihrer Drehpunkte etwa der Hälfte der Länge eines Gliedes (1) entspricht.

6. Schub- und Zugelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche1 d a d u r c h g e k e n n z e i o h n e t, daß oberhalb der Drehpunkte der Trommel(314) ein Pendel (7) mit einer an seinem freien Ende angeordneten Rolle (8) oder einem Nocken oder dergleichen, dessen Drehpunkt auf der Verlängerung der Mittellinie der beiden miteinander verbundenen Gliederbänder schwenkbar ist, angeordnet ist.

7. Schub- und Zugelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Lagerwellen für die Spulen oder Trommeln (3s4) gegenüber der Horizontalen geneigt sind und ein in ein an der Innenwandung der Spulen oder Trommeln (3,4) vorgesehenes Gewinde (18) eingreifendes Gewinde aufweisen, wobei die Trommeln (3,4) mit einer der Schwerkraft entgegen wirkenden Spiralfeder (19) oder dergleichen verbunden sind.

L e e r s e i t e