DE2524244A1

DE2524244A1 - Fassgreifer zur fernbedienten handhabung von faessern mit vorzugsweise radioaktivem inhalt

Info

Publication number: DE2524244A1
Application number: DE19752524244
Authority: DE
Inventors: Manfred Selig
Original assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date: 1975-05-31
Filing date: 1975-05-31
Publication date: 1976-12-09
Also published as: FR2313177B3; GB1544957A; FR2313177A1; DE2524244C2

Description

GESELLSCHAFT FÜR Karlsruhe, den 20.5-1975

KERNFORSCHUNG MBH PLA 7526 Sdt/jd

Faßgreifer zur fernbedienten Handhabung von Fässern mit vorzugsweise radjLqaktivem Inhalt. ,_«__«_«__

Die Erfindung betrifft einen Faßgreifer zur fernbedienten Handhabung von Fässern mit vorzugsweise radioaktivem Irhalt, welche mit einem zu verschraubenden Deckel versehen sind, auf den ein hinterschnittener Haltering aufgesetzt ist, hinter den die am Greiferkörper beweglich angebrachten Greifarme fassen.

Es ist bekannt, Abfallfässer mit Hilfe zweier Master-Slave-Manipulatoren in der Art zu verschrauben, daß der eine Manipulator zuerst die Schraube oder Mutter zureicht, dann einen Schlagschrauber einschaltet und der andere Arm den Schlagschrauber führt. Der Transport erfolgt mit Hilfe eines Faßmanipulators oder Wagens. Oft steht für solche Aufgaben nur ein Schwerlast-

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Manipulator zur Verfügung, so daß mit einem Arm die Schraube oder Mutter zugeführt und gleichzeitig auch eingedreht werden muß.
Zum Transport des Fasses wird ein gesondertes Greifwerkzeug eingesetzt. Von besonderem Nachteil ist dabei, daß das Verschließen und öffnen mit Master-Slave-Manipulatoren nur in Heißen Zellen
am Arbeitsplatz der Master-Slave-Manipulatoren. ausgeführt werden kann. Das Verschließen mit dem Schwerlast-Manipulator ist sehr
schwierig, erfordert viel übung und ist nur mit besonders präparierten Faßdeckeln und Fässern möglich. Der Transport der Fässer erfordert darüber hinaus zusätzliche Einrichtungen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, einen Faßgreifer
der Eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der diese Nachteile
vermeidet und der nicht nur den Verschließvorgang selbst vereinfacht, sondern auch noch die Zahl der erforderlichen, fernbedienten Handhabungsvorgänge verringert. Dabei soll auf möglichst einfache Weise der Schraub- mit dem an sich bekannten Greifvorgang vereint werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß am Umfang des Greifergrundkörpers der Anzahl der Behälterschrauben entsprechende Schraubeinheiten eingesetzt sind, wobei jede Schraubeinheit aus einer drehbar im Grundkörper gelagerten Hohlwelle
besteht, die an ihrem unteren Ende ein im Verhältnis zu ihr
bewegliches Magazinstück formschlüssig mitnimmt und an ihrem
oberen Ende über eine in ihrer Haftkraft einstellbare Rutschkupplungsanordnung mit dem Antriebszahnrad verbunden ist. In
vorteilhafter Weise entspricht dabei der Querschnitt des Innenraumes im Magazinstück der Form des Kopfes der zu verschraubenden Schraube und die Länge des Innenraumes der mehrerer Schraubenköpfe bzw. Muttern und sind an der Öffnung dieses Kugelverriegelungen zum Festhalten des Schraubenkopfes angebracht.

Die Lösung der Aufgabe besteht weiterhin darin, daß auf der
Grundnabe des Greifers zentrisch ein innen- und außen verzahntes Stirnrad gelagert ist, dessen Innenverzahnung mit dem Ritzel
des Antriebsmotores im Eingriff steht und dessen Außenverzahnung

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mit den Zahnrädern aller Schraubeinheiten kämmt. Dabei ist es von Vorteil, daß durch die Hohlwelle und das Magazinstück ein Stift mit Gestänge geführt ist, der die Lage des Schraubenkopfes im Magazinstück abgreift und davon abhängig einen elektrischen Taster betätigt.

Eine weitere Lösung der geschilderten Aufgabe besteht darin, daß der Zahneingriff zwischen dem Stirnrad und dem Zahnrad als Schrägverzahnung ausgebildet ist, daß dieses Zahnrad nach oben gegenüber der Hohlwelle beweglich ist und an einem Taster anliegt und daß zwischen Zahnrad und Hohlwelle eine vorspannbare Schraubenfeder eingeschaltet ist, deren Kraft das Zahnrad in die Schrägverzahnung drückt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Figur näher erläutert.

Das Grundelement des Greifers, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht, bilden die Tragarme 1, die mit Hilfe von Federn nach außen gedrückt und mit Hilfe des Elektromagneten 2 verriegelt.werden können. Die Tragarme 1 fassen unter den hinterschnittenen Haltering 3, der am Deckel 4 eines Abfallfasses 5 befestigt ist. Faß 5 und Deckel 4 sollen mittels der Schrauben 6 dicht miteinander verschraubt werden, sobald der Deckel 4 mit Hilfe des Greifers 1, 2 auf das Faß 5 aufgesetzt ist. Zu diesem Zweck sind an der Pheripherie des Greifergrundkörpers 7 der Anzahl der Behälterschrauben entsprechende, automatisch betätigte Schraubeinheiten 8 eingesetzt. Grundelement der Schraubeinheiten ist das Magazinstück 9, welches in der Schraubeinheit 8 axial mittels der Feder 10 federnd aufgehängt und radial durch Spiel im Spalt 11 beweglich ist. Das Magazinstück 9 ist ein zylindrischer Hohlkörper, dessen freier Innenquerschnitt dem Kopf 21 der Behälterschrauben 6 entspricht. In dem Innenraum 12 des Magazinstückes 9 befindet sich eine Feder 13, die von oben her durch den eingeschrauben Stopfen 14 gehalten wird und die zum Ausschieben der Schrauben 6 aus dem Magazinstück 9 dient. Die Köpfe 21 der

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Schrauben 6 werden in dem Magazinstück 9 mittels der Kugelverriegelung 15 festgehalten, so daß diese unverlierbar sind. Ebenso können in dem Magazinstück 8 auch Muttern aufgenommen werden. Als Stellungsanzeige für die Position der Schraube 6 im Innenraum 12 des Magazinstückes 9 ist ein gefederter Stift 16 in dem Raum 12 vorgesehen, der relativ zum Magazinstück 9 verschieblich ist und mittels eines Gestänges 17 auf einen elektrischen Taster 18 wirkt, der den Antriebsmotor 19'der Schraubeinheiten 8 ein- bzw. ausschaltet, je nach Stellung der Schraube 6 im Magazinstück 9. In der gestrichelt dargestellten Position 20 des Schraubenkopfes 21 ist die Schraube 6 noch nicht in den Flansch 22 des Fasses 5 eingeschraubt. Durch den Stift 16 wird in dieser Position der Taster 18 betätigt und der Antriebsmotor 19 eingeschaltet. Diese Stellungsanzeige bzw. automatische Steuerung des Schraubvorganges ist bei sämtlichen Schraubeinheiten 8 vorhanden. Daraufhin wird die Schraube 6 in den Flansch 22 eingedreht, wandert aus dem Magazinstück 9 heraus, bis der Stift 16 die Endstellung anzeigt und den Antriebsmotor 19 abschaltet.

Das Magazinstüek 9 ist, wie bereits erwähnt, federnd und mit Spiel in der Hohlwelle 23 aufgehängt. Durch den Absatz 24, der im Schlitz 25 gleitet, besteht eine formschlüssige Verbindung, so daß bei Drehung der Welle 23 das Magazinstüek 9 mitgedreht wird. Liegt das Magazinstüek 9 dabei auf dem Schraubenkopf 21 in falscher Stellung auf, so dreht es sich so lange, bis es durch Bewegung in den Schlitzen 25 mittels der Feder 10 am Schraubenkopf 21 einrasten kann. Die Hohlwelle 23 ist mittels der Wälzlager 26 in dem Zylinderstück 27 des Greifergrundkörpers 7 drehbar gelagert. Am oberen Ende der Hohlwelle 23 ist mittels einer Kerbverzahnung ein Hohlnabenförmiges Druckstück 28 aufgesetzt, auf welches seinerseits die Mutter 30 mit dem Bund 29 aufgebracht ist. Dieser Bund 29 drückt mittels der Tellerfeder 31, dem Druckstück 32, dem Axialrollenlager 33 das Zahnrad 34 über den Reibbelag 35 gegen das Druckstück 28, so daß das Sahnrad 34 kraftschlüssig mit dem Druckstück 28 verbunden ist. Die Anpreßkraft, oberhalb der das Zahnrad 34 auf dem Druckstück 28 durchrutscht, ist durch Verschrauben der Mutter 30 einstellbar.

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Der Antrieb des Zahnrades 34 erfolgt durch Außenverzahnung 39 des Stirnrades 36, welches auf der Grundnabe 37 des Greifers mittels der Wälzlager 38 drehbar gelagert ist. Das Stirnrad 36 be sitzt neben der Außenverzahnung 39 eine Innenverzahnung 40, in welche das Ritzel 41 des Antriebsmotores 19 eingreift. Der Antriebsmotor 19 ist auf der Deckplatte 42 des Greifers befestigt.

Die übertragung der Drehbewegung des Motors 19 geschieht somit von oben durch die Deckplatte 42 des Greifers hindurch über die Zahräder 36 und 34 und das Drückstück 28 drehmoraentabhängig auf die Hohlwelle 23 und somit auf das Magazinstück 9, nachdem die gesamte Greifereinheit auf dem Faß 5 aufgesetzt ist. Der Greifer kann dazu auch mit einer Drehmoment abhängigen Motorabschaltung versehen sein. Zu diesem Zweck werden die AuBenverzahnung 39 sowie das Zahnrad 34 schrägverzahnt, wobei der Steigungswinkel so gewählt ist, daß es möglich ist, z.B. mit einer Druckfeder 43 gerade die Kraft einzustellen, die nötig ist, um das nunmehr aixal bewegliche Zahnrad 34 bis zu einem bestimmten Drehmoment axial festzuhalten. Wird das eingestellte Drehmoment dann überschritten, so hebt sich das Zahnrad 34 etwas gegen die Feder 43 an, ein elektrischer Taster, z.B. der Taster 18 wird betätigt und der Antriebsmotor 19 abgeschaltet.

Dabei könen auch alle Schraubeinheiten 8 je für sich mit solchen Tastern versehen werden, wobei die Taster in Reihe geschaltet sind und erst dann abgeschaltet werden, wenn alle Schraubverbindungen mit dem erforderlichen Drehmoment angezogen sind. Eine weitere nicht dargestellte Alternativmöglichkeit zur Drehmomentbegrenzung wäre eine drehmomentabhängige Kupplung, z.B. zwischen Motor und Getriebe, die den Motor steuert. Der gesamte Greifer mit der eigentlichen Greifvorrichtung und den Schraubeinheiten kann nicht nur bei der normalen Ladetechnik am Seil hängend verwendet werden, es ist auch möglich, ihn an einem Schwenkarm zu befestigen, der es gestattet z.B. selbsttätig die abgeschraubten Deckel neben den Fässern abzulegen. Dazu können auch Deckel, Schrauben oder Muttern selbständig von einem Magazin genommen werden, so daß ein vollautomatischer, stationärer Betrieb zum Aufschrauben und Verschließen möglich ist.

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Mit dem erfindungsgemäßen Greifer werden folgende Vorteile erzielt:

1. Mit der Erfindung können durch nur einen Antrieb sämtliche Schraubverbindungen gleichzeitig geöffnet oder geschlossen werden.

2. Die zentrische Ausrichtung des Deckels und die Ausrichtung der Schraubenlöcher ist einfach und erfolgt bereits beim Aufsetzen des Deckels für alle Schrauben auf einmal.

3. Es können sowohl Muttern als auch Schrauben automatisch verschraubt werden, wobei die Muttern oder Schrauben durch federnde Druckstücke in dem Magazin sicher und unverlierbar gehalten werden. Bei Verwendung von Muttern können mehrere Muttern im Magazin gespeichert werden.

4. Die Schrauben und Muttern können sich durch das Spiel des Magazins in der Halterung in gewissen Grenzen selbst zentrieren, damit werden üngenauigkeiten, z.B. der Lochteilung ausgeglichen.

5. Das Anzugsmoment jeder Schraubverbindung kann durch eine Rutschkupplung stufenlos eingestellt werden, wobei anstelle eines Reibbelages auch eine Verzahnung eingesetzt werden kann, so daß ein gewisser Schlagschraubereffekt erzielbar ist.

6. Beim Lösen einer Schraubverbindung wird das Magazin gegen die Druckkraft einer Feder so lange nach oben gedrückt, bis die Mutter oder Schraubenkopf beim Drehen selbständig einrastet.

7. Ein elektrischer Taster wird von einer Stange, die durch die Halterung und Magazin hindurch bis zur Mutter oder dem Schraubenkopf führt betätigt und kann den Motor einschalten, wenn die Mutter oder die Schraube beim Aufsetzen nach oben gedrückt wird. Der Motor kann durch den Taster gesteuert werden. Um sicherzustellen, daß die Schraubverbindung immer genügend fest angezogen ist, kann dabei die Vorrichtung auch

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mit einer drehmomentabhängigen Abschaltung des Antriebsmotors versehen werden, so daß die Verbindung des Deckels mit dem Faß immer in der erforderlichen Dichtheit sicherge stellt ist.

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Claims

. 252Λ2ΑΑ GESELLSCHAFT FÜR 75 Karlsruhe, den 20.5.1975 KERNFORSCHUNG MBH PLA 7526 Sdt/jd Patentansprüche:

1.] Faßgreifer zur fernbedienten Handhabung von Fässern mit vorzugsweise radioaktivem Inhalt, welche mit einem zu verschraubenden Deckel versehen Bind, auf den ein hinterschnittener Haltering aufgesetzt ist, hinter den die.am Greiferkörper beweglich angebrachten Greiferarme fassen, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Greifergrundkörpers (7) der Anzahl der Behälterschrauben (6) entsprechende Schraubeinheiten (8) eingesetzt sind.

2. Faßgreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubeinheit (8) aus einer drehbar im Grundkörper (7) gelagerten Hohlwelle (23) besteht, die an ihrem unteren Ende ein im Verhältnis zu ihr bewegliches Magazinstück (9) formschlüssig mitnimmt, und an ihrem oberen Ende über eine in ihrer Haftkraft einstellbare Rutschkupplungsanordnung (28, 29, 30, 31, 32, 33 und 35) mit dem Antriebszahnrad (34) verbunden. 1st.

3. Faßgreifer nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Innenraumes (12) im Magazinstück (9) der Form des Kopfes (21) der zu verschraubenden Schraube (6) entspricht und die Länge des Innenraumes (12) der mehrerer Schraubenköpfe (21)bzw. Muttern entspricht und daß an der öffnung Kugelverriegelungen (15) zum Festhalten des Schraubenkopfes (21) angebracht sind.

4. Faßgreifer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Grundnabe (37) des Greifers zentrisch ein innen- und außen verzahntes Stirnrad (36) gelagert ist, dessen Innenverzahnung (40) mit dem Ritzel (41) des Antriebsmotors (19) im Eingriff steht und dessen Außenverzahnung (39) mit den Zahnrädern (34) aller Schraubeinheiten (8) kämmt.

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5. Faßgreifer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Hohlwelle (23) und das Magazinstück (9) ein Stift (16) mit Gestänge (17) geführt ist, der die Lage des Schraubenkopfes (21) im Magazinstück (9) abgreift und davon abhängig einen elektrischen Taster (18) betätigt.

6. Faßgreifer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahneingriff zwischen dem Stirnrad (36) und dem Zahnrad (34) als Schrägverzahnung ausgebildet ist, daß dieses Zahnrad (34) nach oben gegenüber der Hohlwelle (13) beweglich ist und an dem Taster

(18) anliegt und daß zwischen Zahnrad (34) und Hohlwelle (13) eine vorppannbare Schraubenfeder (43) eingeschaltet ist, deren Kraft das Zahnrad (34) in die Schrägverzahnung drückt.

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L e e r s e i t e