DE2510062B2

DE2510062B2 - Teleskopeinrichtung für Kernenergieanlagen

Info

Publication number: DE2510062B2
Application number: DE2510062A
Authority: DE
Inventors: Ernst 8752 Grosswelzheim Hoeger; Horst 6051 Weiskirchen Reinhardt
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1975-03-07
Filing date: 1975-03-07
Publication date: 1979-01-04
Also published as: JPS51113092A; DE2510062A1; US4032240A; SE424678B; SE7601771L; CH594143A5; DE2510062C3

Description

Die Erfindung geht aus von einer Teleskopeinrichtung für Kernenergieanlagen mit mindestens drei ineinander geschachtelten Rohren, die in einer bestimmten Folge relativ zueinander durch Anschläge begrenzte Bewegungen in Längsrichtung ausführen sollen.

Solche Teleskopeinrichtungen werden, wie zum Beispiel in dem Buch »VGB-Kernkraftwerks-Semtnar 1970«, Seite 107 beschrieben ist, zum Transport von Brennelementen eingesetzt. Sie können aber auch zur Überwachung bzw. Prüfung in Kernenergieanlagen dienen. In allen Fällen müssen sie außerordentlich zuverlässig arbeiten, da mit ihrer Hilfe die großen Entfernungen überbrückt werden sollen, die aus Gründen des Strahlungsschutzes, zum Beispiel in Form von Wassersäulen als Abschirmung vorgesehen sind. In solchen Abschirmungen ist praktisch keine Reparatur bei einer Störung möglich. Andererseits sind derart lange Teleskopeinrichtungen durch Reibung und die Gefahr des Verklemmens an sich störanfällig.

Durch die DE-AS 10 55 705 ist eine Teleskop-Lademaschine für heterogene Kernreaktoren mit flüssigem oder gasförmigen Arbeitsmittel bekanntgeworden, bei der das Druckmittel eines äußeren Druckspeichers zum Ausfahren, das Arbeitsmittel bzw. Kühlmittel des Reaktors zum Einfahren des Teleskops dient. Zwar sind bei diesem Stand der Technik die Reibungskräfte etwas geringer, jedoch auch nicht ganz auszuschließen. Im übrigen ist auch bei diesem Stand der Technik das beim vorausgegangen angegebenen Problem nicht auszuschließen.

Deshalb ist es besonders wichtig, daß durch eine zwangsläufige Folge der Relativbewegungen der einzelnen Rohre der Teleskopeinrichtung der richtige Bewegungsablauf erreicht wird. Hierfür sucht die Erfindung eine einfache und damit wenig anfällige Lösung.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen.

Die Kugeln erzwingen als Verriegelungskörper, daß stets nur das eine der Rohre eine Relativbewegung zu den anderen ausführen kann, und durch die richtige Anordnung der Vertiefungen, Vorsprünge und Kugeln ist dafür gesorgt, daß dies das in der Reihenfolge nächste Rohr ist.

Im übrigen kommt die Erfindung nicht nur für Teleskopeinrichtungen in Frage, deren Körper Rohre mit geschlossener Wandung sind, vielmehr können erfindungsgemäß auch solche Teleskopeinrichtungen ausgeführt sein, deren Körper zum Beispiel aus einem Gitterwerk bestehen, sofern nur die Ineinanderschachtelung möglich ist.

Es ist zwar bekannt, an teleskopierenden Einrichtungen Kugeln als Verriegelungskö^rper zu verwenden. So zeigt dies die deutsche Gebrauchsmusterschrift 17 34 881 für den Fall eines verkürzbaren Schirms, Stativs oder dergleichen. Hierbei handelt es sich aber nur um zwei Teleskopteile, die durch zwei unter der Wirkung einer Blattfeder stehende Kugeln arretiert werden können. Das Problem der richtigen Reihenfolge bei der Relativbewegung stellt sich demnach nicht.

Nach der US-Hatentschrift 31 86 745 dienen Kugeln zur lösbaren Verbindung, d. h. zur Kupplung von Komponenten eines Bohrgestänges, wie es für Brunnenbohrungen benutzt wird. Dabei gibt es eine Ausführungsform, bei der die eine Komponente in beliebiger Höhe des Brunnenrohres abzusetzen sein soll. Zu diesem Zweck wird die Komponente mit Kugeln in dem Brunnenrohr festgelegt, die mit einem in der rohrförmigen Komponente verschiebbaren weiteren Rohr in seitlicher Richtung verlagert werden. Das zuletztgenannte Rohr weist zwar eine durchgehende Ausnehmung auf, in der eine Kugel als Verriegelungskörper angeordnet ist. Jedoch sind die sonstigen technischen Verhältnisse bei diesem Stand der Technik ganz anders gelagert als bei der Erfindung.

Bei der aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 19 11660 bekannten Teleskopeinrichtung handelt es sich um einen klappbaren Stützfuß, der in der einen Richtung selbsttätig ausfallen soll, während in der anderen Richtung jede Belastung eine weitere Bewe-

gung zu sperren hat. Auch dies ist demnach nicht mit der Erfindung vergleichbar, in der für beide Bewegungen eine bestimmte Bewegungsfolge bezweckt wird,

Lediglich die US-Patentschrift 31 03 375 zeigt einein Teleskopmast mit mindestens drei ineinander geschachtelten Rohren. Hier sind die Rohre jedoch durch zylindrische Bolzen miteinander gekoppelt, so daß zum Ausrasten eine besondere Kraft benötigt wird, die die Bolzen entgegen der Wirkung einer Druckfeder aus der Sperrstellung löst Außerdem wird mit der bekanntem Anordnung eine einstellbare Länge des Teleskopmastes bezweckt, weil die Bolzen auch mehr als 1 Teleskopglied gleichzeitig an einer Stelle festlegen können. Dies zeigt, daß es beim Bekannten um etwas ganz anderes als bei der Erfindung geht.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert

In Fig-1 umfaßt die schematisch angedeutete Teleskopeinrichtung als drei ineinander geschachtelte Körper 1, 2 und 3 zylindrische Rohre, deren gemeinsame Achse durch die strichpunktierte Linie 10 angedeutet ist. Die Teleskopeinrichtung gehört zum Beispiel zu einer Brennelementlademaschine mit einer Reichweite von 10 m. Deshalb ist das äußerste Rohr mit einem Flansch 8 an einer nicht weiter dargestellten verfahrbaren Positioniereinrichtung der Lademaschine Lefestigt Das innerste Rohr 3 trägt einen G reifer, der an seiner Innenseite angebracht sein kann, aber ebenso wie die zugehörigen Anlriebseinrichtungen nicht dargestellt ist.

Das Rohr I besitzt an seinem der Lademaschine abgekehrten Ende eine Bohrung 12 sowie einen Anschlag 4. Die Bohrung 12 kann mehrfach in einer Ebene quer zur Längsrichtung, d. h. quer zur Achse 10 angeordnet sein. Der Anschlag 4 kann als Ring um den gesamten Umfang an der Innenseile des Rohres 1 verlaufen.

Das zwischen dem innersten Rohr 3 und dem äußersten Rohr 1 gelegene Rohr 2 besitzt, an dem der Lademaschine zugekehrten Ende eine durch die gesamte Rohrwand hindurchführende zylindrische Bohrung 13. In dieser ist als Verriegelungskörper 7 eine Kugel angeordnet. Die Figuren zeigen deutlich, daß der Durchmesser der Kugel wesentlich größer als die Dicke D des Rohres ist. Der Kugeid irehmesser ist beim Ausführungsbeispiel ungefähr doppelt so groß wie die Dicke Oder Rohrwand.

Die Bohrung 13 setzt sich auch in einem mit dem Rohr 1 verbundenen äußeren Ring 14 fort, der auf der der Lademaschine abgekehrten Seite bis kurz über die Bohrung 13 reicht und ebenso dick ist wie der als Anschlag dienende Ring 4.

Auf der Innenseite des Rohres 2 ist ein Ring 15 angebracht, in den eine Haltestange 9 geführt ist. Die Haltestange 9 besitzt einen Anschlag 16. Dadurch ist die Relativbewegung eines ringförmigen Sperrkörpers 6 begrenzt, in den die Haltestange 9 auf der anderen Seite des Ringes 15 eingesetzt ist. Am anderen Ende ist mit dem Rohr 2 ein dem Anschlag 4 entsprechender ringförmiger innerer Ansehlag 5 verbunden.

Das innere Rohr 3 besitzt auf seiner Außenseite einen Vorsprung 17, der die Kugel 7 in der in Fig.) gezeichneten Lage umfaßt. Der Vorsprung kann zum Beispiel ein Ringkörper sein, der im Hinblick auf die Wölbung des Rohi es 3 ein räumlich verformten Gebilde ist. Als Vorsprung 17 Nnn aber auch ein um das Rohr 3 verlaufender Ring verwendet werden, in dem in geeigneten Abständen den Bohrungen 13 entsprechende Bohrungen 18 mit einem kleineren Durchmesser als die Bohrung 13 angeordnet sind.

In F i g. 1 ist die Teleskopeinrichtung in der eingefahrenen Stellung gezeichnet. Die drei Rohre 1, 2 und 3 sind vollständig ineinander geschachtelt. Die Teleskopeinrichtung hat die kürzeste Länge.

Zum Ausfahren wird durch einen nicht gezeichneten Antrieb eine von der Positioniereinrichtung weggerichtete Kraft wirksam, zum Beispiel dadurch, daß der Schwerkraft durch Nachlassen eines am Rohr 3 befestigten Seiles in Richtung der Achse 10 nachgegeben wird. Dabei werden, wie in Fig. 2 gezeigt ist, die Rohre 2 und 3 zunächst gemeinsam relativ zum Rohr 1 verschoben. Die gemeinsame Bewegung ist dadurch zwangsläufig sichergestellt, daß die Kugel 7 als Verriegelungskörper in die Bohrung 18 des Vorsprunges 17 ragt, der die Kugel 18 teilweise umgibt.

Die Verriegelung wirkt so lange, bis das Rohr 2 mit der Un'icrseite des Ringes 14 an den Anschlag 4 anläuft. In dieser Lage hat die Kugel 7 die . »ohrung 12 im Rohr 1 erreicht Deshalb kann die Kugel ir die Bohrung 12 hineingedrückt werden, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Das Hineindrücken geschieht durch das in Richtung des Pfeiles 20 relativ zum Rohr 2 nach unten weiterbewegte Rohr 3. Die Eindringtiefe der Kugel 7 in die Bohrung 13 ist durch den Unterschied zwischen dem Kugeldurchmesser und dem kleineren Durchmesser der Bohrung 12 gegeben.

to Nach dem Einrücken in die Boiirung 12 wird die Kugel 7 durch den Sperrkörper 6 festgehalten werden, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Das Rohr 3 läßt sich dann bis zum Anschlag nach unten bewegen, d. h. so weit, bis der Ring 17 auf den Anschlag 5 trifft, wie nicht näher

ΙΊ gezeichnet ist Unabhängig davon behält der Sperrkörper 6 seine von der Haitestange 9 bestimmte Lage ein.

Wird die Teleskopeinrichtung nach dem vollständigen Einfahrvorgang wieder ausgefahren, wie durch den Pfeil 21 angedeutet ist, so erreicht der Ring 17 den

M) Sperrkörper 6 und hebt diesen gegen den Ring 15. Damit wird, wie F i g. 4 zeigt, für die Kugel 17 eine in das kohr 2 führende Bewegung möglich. Diese Bewegung führt die Kugel aus, wenn die Bewegung nach oben fortgesetzt wird, weil dabei die Kante der Bohrung 12

r> auf Grund der Rundung der Kugel 7 eine nach innen gerichtete Kraft auf die Kugel 7 ausübt. Die Rohre 2 und 3 werden danach zwangsläufig gemeinsam nach oben gefahren, weil die Kugel 7 in die Vertiefung 18 teilweise eingreift. Die Kraftübertragung erfolgt von Rohr 3 über

-.ο Ring 17, Sperrkörper 6 und Ring 15 auf Rohr 2. Als Endstellung ergibt sich die gleiche Lage, wie in Fig. 1 gezeichnet ist

Es ist klar, daß die als Ausführungsbeispiel gewählte vei einfachte Anordnung mit beliebig vielen Rohren

Y) zwischen dem inneren Rohr 3 und dem äußeren Rohr 1 ausgeführt werden kann, ohne daß die in it einfachen Mitteln sichergestellte zwangsläufige Bewegungsfolge in Frage gestellt ist. Es kommt auch nicht auf eine besondere Form der Rohre an. Zum Beispiel kann eine

■ ■■ gewünschte Unverdrehbarkeit der Rohre, die das zum Eingriff nolwendige Fluchten zwischen den Ausnehmungen 12, 13 und 18 sichert, schon durch die Verwendung von Rohren mit einem nichtrotationssymmetrischen Querschnitt, zum Beispiel einem Rechteckquerschnitt, erreicht werden. Wenn man aus anderen Gründen eine Verdrehbarkeit der Rohre in Kauf nehmen muß, kann man anstelle der Bohrungen 12 und 113 auch umlaufende Nuten verwenden, die auch bei

Verdrehungen der Rohre den Eingriff sicherstellen.

Als Verriegelungskörper kommen neben Kugeln auch andere Wälzkörper in Frage, bei denen eine genügend leichte Beweglichkeit gegeben ist.

Die Zahl der verwendeten Verriegelungskörper richtet sich nach den aufzunehmenden Kräften und der zulässigen l'lächcnpressung, sowie nach dem Durch messer der ineinander geschachtelten Körper. Um ei Verkanten zu vermeiden, sollten mindestens drc Verriegelungskörper in einer /ur Achse 10 senkrechte Ebene liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Teleskopeinrichtung für Kernenergieanlagen mit mindestens drei ineinander gescheitelten Rohren, die in einer bestimmten Folge relativ zueinander durch Anschläge begrenzte Bewegungen in Längsrichtung ausführen sollen, dadurch gekennzeichnet, daß Zwischenrohre (2) zwischen einem inneren und einem äußeren Rohr (1,3) in einem am oberen Ende gelegenen Wandbereich eine durchgehende Ausnehmung (13) aufweisen, daß in der Ausnehmung eine Kugel als Verriegelungskörper (7) angeordnet ist, deren Abmessungen größer sind als die Dicke (D) des Wandbereichs, das in dem äußeren Rohr (1) am anderen unteren Ende eine Vertiefung (12) zur Aufnahme der Kugel (7) angeordnet ist, daß

in dem inneren Rohr (3) am oberen Ende ein die Kugel (7) teilweise umfassender Vorsprung (17) vorgesehen ist und daß der Kugel (7) ein auf der Seite des Vorsprungs (17) einseitig weiter oben angeordneter Sperrkörper (6) zugeordnet ist, der die Kugel (7) in einer einseitig zum Wandbereich liegenden Sperrstellung halten kann, wobei ferner die Ausnehmung (13) sich in einem mit dem oberen Ende des Zwischenrohres (2) festen Ring (14) fortsetzt, und das äußere Rohr (1) und das Zwischenrohr (2) am unteren Ende nach innen gerichtete Anschläge (4,5) aufweisen.

2. Teleskopeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ω gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise mehrere Kugeln als Verriegelungskörper (7) in einer quer zur Längsrichtung (10) liegenden Ebene um den Umfang der Rohre (I₁ 2,3/ verteilt sind.

3. Teleskopeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, « dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Kugeln (7) mindestens um 30% größer ist als die Dicke (D) des Wandbereichs, vorzugsweise annähernd das Doppelte der Dicke (D)beträgt.

4. Teleskopeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, ·»< > gekennzeichnet durch eine an sich bekannte rotationssymmetrische Anordnung mit zylindrischen Rohren (1, 2,3), die ineinander geschachtelt und mit Hilfe einer Führung unverdrehbar so angeordnet sind, daß die Kugeln (7) und die Vertiefungen (12,18) ·»', fluchten.

5. Teleskopeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Vertiefung (12) eine Bohrung mit einem kleineren Durchmesser als die Ausneh- > <> mung(13)ist.