DE2417822A1

DE2417822A1 - Manipulator

Info

Publication number: DE2417822A1
Application number: DE19742417822
Authority: DE
Inventors: Dietgar Dipl Ing Figlhuber; Georg Gugel
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1974-04-11
Filing date: 1974-04-11
Publication date: 1975-10-23
Also published as: DE2417822B2

Description

Manipulator Die Erfindung betrifft einen Manipulator, insbesondere für Kernreaktoranlagen, mit einem Mast und einem an diesem beweglich befestigten Ausleger, der an seinem dem Mast abgekehrten Ende eine mit Kabeln oder Schläuchen angeschlossene Vorrichtung zur Überwachung und Prüfung von Werkstücken, trägt.
Bei dem aus der deutschen Auslegeschrift 2 154 Ol5 bekannten Manipulator, der als Einrichtung zum Durchführen von Untersuchungen und Wiederholungsprüfungen an den Innenflächen von oben offenen Druckbehältern bezeichnet wird, ist der Ausleger, der bisweilen auch Arm genannt wird, zur Prüfung von Rohrstutzen um seine Längsachse drehbar ausgebildet.
Daraus ergeben sich Schwierigkeiten mit der Anordnung von Kabeln oder Schläuchen, die zu den am Arm angeordneten Meß-oder Arbeitsvorrichtungen führen. Deshalb sucht die Erfindung eine Möglichkeit, den Manipulator so zu verbessern, daß die Kabel bzw. Schläuche geschützt sind.
Gemäß der Erfindung ist dem Ausleger eine faltbare Brücke als Träger der Kabel und Schläuche zugeordnet, die einerseits mit dem Mast und andererseits mit dem Ausleger derart verbunden ist, daß die Brücke eine der Stellung des Auslegers angepaßte Form aufweist. Diese Brücke hilft nicht nur, mit flexiblen und daher löglicherweise mechanisch empfindlichen Gliedern die Entfernungen zwischen dem Mast und dem diesen abgekehrten Ende des Auslegers zu überbrücken, sondern sie gibt auch bestimmte Bewegungen für die Kabel und Schläuche vor, wenn sich der Ausleger bewegt. Damit werden die Beanspruchungen der Kabel und Schläuche in definierten Grenzen gehalten. Bei geeigneter Konstruktion der Bücken erhält man auf diese Weise so geringe Beanspruchungen, daß die für die Betriebsdauer des Manipulators maximal vorstellbare Zahl von Bewegungen ohne Wartung oder Reparatur ausgeführt werden kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt die Brücke drei gegeneinander abwinkelbare Stäbe, deren mittlerer am Ausleger geführt ist. Mit Stäben sind hierbei Brückenteile gemeint, die eine im wesentlichen längliche Form haben.
Solche Brückenteile können in sich zum Beispiel mit Holmen und Sprossen leiterförmig ausgebildet sein. Die Stäbe können ferner Hohlkörper sein, in deren Innerem die Kabel oder Schläuche verlaufen.
Eine andere Ausführungsform der Brücke weist zwei gegeneinander abwinkelbare Stäbe auf, deren einander abgekehrte Enden an quer zum Ausleger verlaufenden Vorsprüngen befestigt sind. Die Länge der Vorsprünge bestimmt im Verhältnis zur Länge der Stäbe die größte seitliche Ausladung, die bei der Bewegung des Auslegers zustande kommen kann. Macht man die Länge der Ausleger halb so groß wie die Länge der Stäbe, so ergibt sich eine gleich weite Ausladung nach beiden Seiten.
Dies ird im allgemeinen vorteilhaft sein. Generell kann man mit einer symmetrisch ausgebildeten Brucke, deren Symmetrieebene rechtwinklig zur Längsachse des Auslegers verläuft, den kleinsten Raumbedarf für eine gegebene Auslegerbewegung erhalten.
Die Brücke kann vorteilhaft an einem mit dem Ausleger um dessen Längsachse drehbaren Schild an der Mastseite des Auslegers befestigt sein. Der Schild stellt dabei nicht nur ein mechanisches Lager dar. Er kann zugleich eine weitergehende Führung der Kabel im Bereich des Mastes bewirken. Vorzugsweise ist der Schild Teil einer den Ausleger umgebenden Trommel. Hier nimmt die Trommel die Kabel bzw. Schlauchlängen auf, die als Spiel vorgesehen sein müssen, wenn bestinte Drehbewegungen des Auslegers um seine Längsachse möglich sein sollen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei ist in Fig. 1 ein Manipulator als Ganzes in einer Seitenansicht dargestellt, während die Fig. 2 bis 5 Einzelheiten der erfindungsgemäßen Brücke in verschiedenen Ansichten, zum Teil schematisiert, zeigen.
In Fig. 1 ist der Reaktordruckbehälter 1 eines Druckwasserleistungsreaktors bei geöffnetem Deckel in einem Schnitt gezeichnet. Am Deckelflansch 2 ist eine in Form von Streben 3 ausgeführte Zentrierung für einen Mast 4 abgestützt, der von einem Kranwagen 5 in den Reaktordruckbehälter hineinragt. Am unteren Ende des Mastes 4 ist ein Ausleger 6 befestigt, der rechtwinklig zur Längsachse des Mastes 4 verläuft und in seiner Längsachse verstellt sowie um diese gedreht werden kann. Der Mast 4 selbst ist ebenfalls in seiner Länge verstellbar und um die Längsachse drehbar, wie durch Pfeile angedeutet ist.
Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab, daß der am Mast 4 befestigte Ausleger 6 an seinem dem Mast abgekehrten freien Ende 7 eine Prüfvorrichtung 8 mit einem Ultraschallkopf 8a trägt.
Dieser ist über ein Kabel 9 angeschlossen, das über einen Verteilerkasten 10, gegebenenfalls mit Zwischenverstärker,zum Mast 4 zurückführt, wie bei 11 angedeutet ist. Mit einer Schelle 12 ist das Kabel 9 am Mast 4 befestigt. Statt eines einzelnen Prüfkopfes können auch Prüfkopfsysteie mit mehreren zusammenarbeitenden oder verschiedenen Bereichen zugeordneten Prüfköpfen vorgesehen sein.
Der Ausleger 6 ist nicht nur um seine Längsachse drehbar, wie durch den Pfeil 13 angedeutet ist, sondern auch in Richtung seiner Längsachse verstellbar, wie der Pfeil 14 zeigt. Dabei kann der Abstand des Prüfkopfes 8a vom Mast 4 gegenüber dem Maximalwert verringert werden, so daß das zwischenliegende Kabel 9 in Schlaufen zu liegen kommt. Die Schlaufenbildung wird durch eine Kabelbrücke bestimmt, die als Ganzes mit 15 bezeichnet ist und das Kabel 9 trägt.
Die Kabelbrücke 15 umfaßt leiterförmige Teile 16 und 17, die aus jeweils zwei Holmen 18 und 19 und dazwischen liegende Sprossen 20, 21 usw. bestehen. Bei 22 ist eine gelenkige Verbindung der beiden Leiterteile 16 und 17 vorgesehen. Die dieser Verbindung abgekehrten Enden sind mit gelenkigen Lagern 25 und 26 am freien Ende des Auslegers 6 einerseits und am Mast 4 andererseits befestigt.
Das Lager 25 am Mast 4 sitzt an dem kreisringförmigen Schild 28 einer Trommel 29, die den Ausleger 6 umgibt und mit diesem um die Längsachse des Auslegers drehbar ist. Die Hohe des Schildes 28 ist so groß, daß die zum Beispiel bei einer 2700 umfassenden Drehung des Auslegers 6 auftretende Kabelschlaufe nicht über den Rand des Schildes ragt. Soll der Drehungswinkel noch größer sein, kann man die Schildhöhe entsprechend vergrößern.
In Fig. 3 ist zu sehen, daß die Kabelbrücke 15 mit den gelenkigen Lagern 22, 25 und 26 auch die extremsten Bewegungen mitmacht, die der Ausleger 6 aus der strichpunktiert gezeichneten Endstellung 6' (dies entspricht der Fig. 2) in Richtung auf den Nast 4 ausführen kann. In der anderen, mit ausgezogenen Linien gezeichneten Endstellung liegen die Brückenteile mit dem Kabel 9 praktisch parallel zueinander.
In Fig. 4 ist eine Kabelbrücke 15' gezeichnet, bei der die als Stäbe gezeichneten Teile 16' und 17' mit ihren einander abgekehrten Enden an Vorsprüngen 30 und 31 befestigt sind, die zur gleichen Seite quer zur Längsrichtung des Auslegers 6 verlaufen. Die zusammengeklappte Lage der Kabelbrücke 15' ist strichpunktiert gezeichnet. Dabei ist die größte seitliche Ausladung ebenso wie die Länge der Vorsprünge gleich der halben Länge der Stäbe 16', 17'.
Die Kabelbrücke 15" nach Fig. 5 besitzt außer einem mittleren Teil 32 zwei halb so lange Stäbe 33 und 34, die mit dem mittleren Stab gelenkig verbunden sind. Bei Längsbewegungen des Auslegers 6 wird der mittlere Stab 32 mit einem auf den Ausleger 6 sitzenden Ring 35 geführt. Die am Mast 4 liegende Endstellung ist wiederum strichpunktiert angedeutet und zeigt die fast parallele Lage der Brückenteile 32, 33 und 34.
Die in den Fig. 4 und 5 gezeichneten Kabelbrücken 15' und 15" haben eine nur geringe Ausladung in seitlicher Richtung.
Dies liegt an ihrer symmetrischen Ausbildung, wobei die gestrichelt gezeichnete Symmetrieachse 36, wie die Fig. 4 zeigt, rechtwinklig zur Längsachse des Auslegers 6 verläuft. Noch kleinere seitliche Abmessungen lassen sich dadurch erreichen, daß die Stabzahl der Kabelbrücke vergrößert wird. Zum Beispiel kann man die Kabelbrücke 15" nach Fig. 5 analog zu einer Nürnberger Schere auch mit mehr als einem "mittleren Stab 32" versehen.
7 Patentansprüche 5 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. Manipulator, insbesondere für Kernreaktoranlagen, mit einem lVLast und einem an diesem beweglich befestigten Ausleger, der an seinem dem Mast abgekehrten Ende eine mit Kabeln oder Schläuchen angeschlossene Vorrichtung zur Überwachung und Prüfung von Werkstücken, vorzugsweise einen Ultraschallprüfkopf, trägt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausleger (6) eine faltbare Brücke (15) als Träger der Kabel (9) und Schläuche zugeordnet ist, die einerseits mit dem Mast (4) und andererseits mit dem freien Ende (7) des Auslegers (6) derart verbunden ist, daß die Brücke (15) eine der Stellung des Auslegers (ó) angepaßte Form auweist.
2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (15") drei gegeneinander abwinkelbare Stäbe (32, 33, 34) umfaßt, deren mittlerer (32) am Ausleger (6) geführt ist (Fig. 5).
3. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (15') zwei gegeneinander abwinkelbare Stäbe (je', 17') aufweist, deren einander abgekehrte Enden an quer zum Ausleger (6) verlaufenden Vorsprüngen (30,31) befestigt sind.
4. Manipulator nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine symmetrisch ausgebildete Brücke (15, 15', 15"), deren Symmetrieebene rechtwinklig zur Längsachse des Auslegers (6) verläuft.
5. Manipulator nach einem.der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (15) mit Holmen (18,19) und Sprossen (20, 21) leiterförmig ausgebildet ist.
6. Manipulator nach einem der ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (15) an einem mit dem Ausleger (6) um dessen Längsachse drehbaren Schild (28) an der Mastseite des Auslegers (6) befestigt ist.
7. Manipulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schild (28) Teil einer den ausleger (6) umgebenden Trommel (29) ist.

L e e r s e i t e