DE2524265C2

DE2524265C2 - Teleskoprohrführung

Info

Publication number: DE2524265C2
Application number: DE2524265A
Authority: DE
Inventors: Manfred 7501 Leopoldshafen Selig
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1975-05-31
Filing date: 1975-05-31
Publication date: 1984-08-23
Also published as: DE2524265A1; FR2313304B3; FR2313304A1; GB1535412A

Description

Die Erfindung betrifft eine Teleskoprohrführung für drei ineinanderliegende Teleskoprohre unter Biegebeanspruchung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches I.

Teleskoprohrführungen dieser Art treten u. a. bei Faßmanipulatoren auf, mit deren Hilfe schwere Fässer mit radioaktivem Inhalt zu manipulieren sind. Die Hubbcwegung erfolgt dabei mit Hilfe einer Teleskoprohranordnung, wobei der notwendige Abstand des Fasses von der Mitte der Teleskopanordnung beim Drehen des Schultergelenkes ein großes, sich ständig verlagerndes Biegemoment auf die Teleskoprohrlagerung und -führung ergibt

Es ist bekannt, runde Rohre mit tangential angeordneten Führungsschienen zu verwenden. Die dazugehörigen Führungsrollen sind jeweils am Umfang des nächst äußeren Rohres angebracht Bei der Erprobung solcher Manipulatoren haben sich nun verschiedene Nachteile herausgestellt: Die tangential Anordnung der Rollen ist sehr aufwendig, runde Rohre verformen sich bei Belastung, die Einstellung der tangential angeordneten Führungsrollen ist schwierig und je nach BeIastung kann ein unkontrolliertes Ausfahren des mittleren, freien Rohres erfolgen, da das Ausfahren der Rohre normalerweise infolge ihres Eigengewichtes geschieht.

Teleskoprohrführungen für mindestens zwei ineinanderliegende Teleskoprohre unter Biegebeanspruchung sind bekannt. Eine solche Teleskoprohrführung weist rechteckigen Querschnitt auf und besitzt in mindestens zwei Ebenen Winkel-Führungsstücke, auf die die Hauptbiegekräfte übertragen werden. Die Kraftübertragung^c.elemente sind am jeweils äußeren Teleskopteil angeordnet und die Hauptbiegekräfte werden auf die Führungsstücke des jeweils inneren Teleskopieils übertragen.

Eine weitere Teleskoprohrführung zeigt Kraftübertragungselemente, die über Schrauben einstellbar sind, so daß das Führungsspiel veränderbar ist

Ausgehend von diesem Stand der Technik hat nun die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, eine mittels Schwerkraft ausfahrbare, aus drei konzentrisch ineinanderliegenden Rohren rechteckigen Querschnitts bestehende Teleskopführung zu schaffen, die geeignet ist, schwere und exzentrisch angreifende Lasten in einer Hauptbeanspruchungsrichtung möglichst verformungsfrei und ohne Beeinträchtigung der Führung aufzunehmen. Dabei soll vor allem ein unkontrolliertes Ausfahren des Rohres unter Last vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind nun gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Teleskoprohrführung der eingangs beschriebenen Art die Merkmale vorgesehen, die im Kennzeichen des Hauptanspruches mit vorteilhaften Weiterbildungen in den Unteransprüchen angegeben sind.

Die erfindungsgemäße Teleskoprohrführung weist gegenüber den bekannten Einrichtungen die folgenden Vorteile auf:

1. Die gesamte Teleskopanordnung kann sich drehen, daher besteht keine wechselnde Belastung der Führungen mehr.

2. Die Kraftrichtung des Lastmoments ist gleich der Richtung des maximal wirksamen Widerstandsmomentes des Vierkantrohres.

3. Die Führungsschienen bestehen aus einfachen Winkeln und werden auf die zu bearbeitende Seite der Vierkantrohre geschraubt.

4. Alle Führungsschienen können gleich ausgebildet sein.

5. In Hauptbeanspruchungsrichtung sind große Roller, angebracht, die durch Exzenterbolzen im Abstand zur Schiene sehr leicht nachgestellt werden

fts können.

6. Durch die senkrecht zu den Führungsschienen angebrachten Bremszylinder erhält man eine genaue, einstellbare seitliche Führung.

7. Die Bremszylinder verhindern das unkontrollierte Ausfahren der Zwischenrohre.

8. Die Bremskraft ist einfach auf das Gewicht des jeweils auf das Gewicht des jeweils zu haltenden Rohres einstellbar.

Durch diese vorteilhaften Eigenschaften wird die eingangs gestellte Aufgabenstellung optimal gelöst.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und F i g. 1 bis 3 näher erläutert: Es zeigt die

F i g. 1 eine Seitenansicht des Teleskoprohres, die

Fig.2 einen Schnitt gemäß der Linie AB in der Fig. l.die

F i g. 3 die Einzelheit C der F i g. 2 in vergrößertem Maßstab.

Wie aus der F i g. 1 hervorgeht, besteht das Teleskoprohr des Manipulators aus drei Abschnitten, dem äußerer Rohr 1, dem inneren Rohr 2 und dem innersten Rohr 3. Am oberen Ende des äußeren Rohres 1 is* ein Flansch 4 angeschweißt, der an die Drehverbindung 5 angesetzt ist, welche die Drehung um die Längsachse 6 des Teleskoprohres, überträgt. Am unteren Flansch 7 des innersten Rohres 3 wird eine nicht näher dargestellte Greifvorrichtung angesetzt. Der Manipulator, für den das hier gezeigte Teleskoprohr vorgesehen ist, besitzt eine Greifvorrichtung, die ein schweres Faß für radioaktive Abfälle fassen soll, wobei der Faßschwerpunkt außerhalb der Längsachse 6 gelegen ist. Dadurch wird das Teleskoprohr einseitig durch Biegung in der Hauptbeanspruchungsrichtung 8 beansprucht Die Antriebsmittel für den Hub des Teleskoprohres liegen im Innenraum 26 des innersten Rohres 3 und sind nicht dargestellt. Sie bestehen im allgemeinen aus Zugstangen, Bändern, Drahtseilen und anderem. Das Ausfahren des Teleskoprohres erfolgt normalerweise durch die Schwerkraft.

Gemäß der F i g. 2 weisen die Rohre 1,2 und 3 rechteckigen Querschnitt auf, bei der gezeichneten Ausführungsform etwa quadratischen. Die Hauptbeanspruchungsrichtung ist durch den Pfeil 8 gezeigt. Alle drei Rohre sind gemeinsam um die Längsachse 6 drehbar. In jeweils zwei Ebenen 9,10 und 11,12 sind an dem äußeren Rohr 1 und an dem inneren Rohr 2 kraftübertragende Elemente und Führungsmittel für das jeweils nächst darin gelegene Rohr 2 und 3 angebracht. Deren Anordnung zwischen äußerem Rohr 1 und innerem Rohr 2 ist verschieden von der zwischen innerem 2 und innerstem Rohr 3.

Das äußere Rohr 1 ist als Vierkantrohr aus den vier Wandungen 14,15,16,17 verschweißt. Ebenso das innere aus den Wandungen 18, 19, 20, 21. Dabei liegen die Wandungen 14 und 16 bzw. 19 und 21 in der Hauptbeanspruchungsrichtung 8 des Teleskoprohres. Entsprechend sind die Wandungen 23 und 25 des innersten Rohres 3 gelegen, dessen weitere Wandungen 22 und 24 das Kastenprofil dieses Rohres schließen.

Die Kraftübertragung zwischen den Rohren 1 und 2 der Hauptbeanspruchungsrichtung 8 erfolgt durch die vier Rollen 27, 28, 29 und 30, die am Ende der Wandungen 14, 15, 16, 17 außerhalb des kastenförmigen Querschnittes mittels Lagerbolzen 31, 32, 33, 34 so eingeschraubt sind, daß ihre Achsen senkrecht zur Hauptbeanspruchungsrichtung 8 gelegen sind. Die Bolzen 31, 32, 33, 34 sind mittels Exzenter verstellbar, so daß das Spiel zwischen den Rollen 27. 28, 29,30 und ihren Laufflächen auf den abgewinkelten Schienen 35,36,37,38 eingestellt werden kann. Dasselbe gilt für alle Rollen und Schienen.

die im weiteren beschrieben werden.

Die Schienen 35, 36, 37, 38 sind auf die Wandungen

19,20,21,22 des inneren Rohres 2 so aufgeschraubt, daß ihre abgewinkelten Schenkel 39,40,41,42, auf denen die Laufflächen für die Rollen 27,28,29,30 gelegen sind, die Kanten des Rohres 2 umgreifen.

Weiterhin sind neben den vier Rollen 27,28,29,30 in den Wandungen 14,15,16,17 vier Bremszylinder 43,44, 45, 46 eingeschraubt, die in der F i g. 3 als Einzelheit C vergrößert dargestellt sind. Diese Bremszylinder 43, 44, 45, 46 dienen jedoch mehr oder weniger nur zur Führung der Rohre bzw. zum Hemmen der Bewegung, während die Rollen zur Kraftübertragung der einseitigen Beanspruchung in Richtung 8 dienen.

Die Fi g. 3 zeigt einen Bremszylinder 43, stellvertretend für die übrigen, der mittels des Gewindes 47 in die Wandung 14 eingeschraubt ist Der Bremszylinder 43 besteht aus einem Hohlkörper, in dessen Innenraum ein beweglicher Bremsbelag 48 sitzt, dessen Bremsfläche 49

aus der Öffnung 51 des Bremszylinders 43 herausragt und der mittels der Tellerfedern 52 gegen die Fläche 50 der Schienen 35 gedrückt wird. Dabei liegt die Fläche 50 der Schienen 35 senkrecht zur Lauffläche der Rolle 27 auf dem abgewinkelten Schenkel 39. Die Anpreßkraft, sowie die Abnutzung des Bremsbelages 48 kann mittels der Stopfen 53 nachgestellt werden, der in den Bremszylinder 43 eingeschraubt ist und auf die Feder 52 drückt.

Aus geometrischen Gründen etwas anders, im Prinzip jedoch sehr ähnlich ist die Führung des innersten Rohres 3 im inneren Rohr 2 aufgebaut. Dabei sind jedoch die vier Rollen 58,59,60,61, die identisch wie die Rollen 27, 28,29,30 sind, nebeneinander in der Mitte der Wandungen 19 und 21 des inneren Rohres 2 auf ihren Lagerbolzen so eingeschraubt, daß ihre Drehachsen ebenfalls senkrecht zur Beanspruchungsrichtung 8 gelegen sind. Neben den vier Rollen 58,59,60,61 sind die vier Bremszylinder 54,55,56,57 ebenfalls in die selben Wandungen 19 und 21 eingeschraubt.
Bremszylinder und Rollen übertragen die Biege- bzw. Führungskräfte auf das Rohr 3 über die abgewinkelten Schienen (52, 63, 64, 65 ganz ähnlich wie bei den Schienen 35, 36, 37, 38 mit dem Unterschied, daß die Bremsflächen für die Bremszylinder 54,55,56,57 nicht auf der Außen- sondern auf der Innenseite der Schienen gelegen sind. Die Schienen 62,63,64. 65 sind auf die Außenseite der Wandungen 23, und 25 des inneren Rohres 3 so aufgeschraubt, daß die abgewinkelten Schenkel 66, 67, 68, 69 mit den Laufflächen für die Rollen einander gegenüberliegend unter 90° von den Wandungen 23 und 25 abstehen. Auf diese Weise erfolgt die Kraftübertragung in Richtung 8 auch hier mittels der Rollen und die Führung bzw. Hemmung des Teleskoprohres mittels der Bremszylinder bzw. Beläge.
Alle Schienen 35 bis 38 und 62 bis 65 sind so angeordnet, daß ihre längeren Schenkel, d. h. ihr Hauptwiderstandsmoment in der Ebene der Hauptbeanspruchung 8 gelegen ist, die auch sie durch die Rollen übertragen wird. Alle Bremszylinder, sowie alle Rollen die der exzentrischen Verstellung über ihre Bolzen sind identisch.

An allen Führungsstellen wirken Rollen und Bremszylinder senkrecht zueinander.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Teleskoprohrführung für drei ineinanderliegende Teleskoprohre unter Biegebeanspruchung, insbesondere für Manipulatoren schwerer Lasten, wie z. B. Fässer mit radioaktivem Inhalt, wobei die Teleskoprohre rechteckigen Querschnitt besitzen und an den Außenseiten des jeweils inneren Rohres Führungsstücke mit darauf wirkenden Reibbelägen vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstücke für das mittlere Rchr (2) aus die Außenkante dieses Rohres (2) umgreifenden, abgewinkelten Schienen (35 bis 38) mit nach außen gerichteten Laufflächen bestehen, die an allen Ecken des Rohres (2) identisch sind und deren Hauptbeanspruchungsrichtung in Richtung (8) der übertragenen Kräfte liegt, daß in diese Hauptbeanspruchungsrichtung (8) wirkende Rollen (27 bis 30) an den Innenseiten des äußersten Rohres (1) in zwei Ebenen (9, 10) zur Übertragung der Hauptbiegekräfte auf die Führung in der einen Richtung angebracht sind, die in rechtem Winkel zu den Reibbelägen (43 bis 45) stehen, auf die Führungsstücke (35 bis 38) des mittleren Rohres (2) wirken, und daß die Führungsstücke für das innerste Rohr (3) ebenfalls aus abgewinkelten Schienen (62 bis 65) der gleichen geometrischen Form bestehen, die auf den, parallel zu der Hauptbeanspruchungsrichtung (8) gelegenen Seitenflächen (23, 25) des innersten Rohres (3) angebracht sind, wobei die eine Lauffläche jeder Schiene (62 bis 65) auf der die Reibbeläge (48 bzw. 54 bis 57) wirken, auf der Innenseite des Winkels der jeweiligen Schiene (62 bis 65) liegt und die andere Lauffläche jeder Schiene, auf der die Rollen (58 bis 61 wirken, senkrecht dazu auf der Außenseite des Winkels der Schiene in Hauptbeanspruchungsrichtung (8) wirkend gelegen ist.

2. Führung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbeläge (48) aus Bremszylindern (43 bis 46 bzw. 54 bis 57) hervorragen, die in die Wandungen (14,16 bzw. 19, 21) des jeweils äußeren Rohres (1, 2) eingeschraubt sind und durch einen nachstellbaren Stopfen (53) im Bremszylinder (43 ff) mittels Federn (52) gegen die Bremsflächen (50) bzw. Laufflächen der Schienen anpreßbar sind.

3. Führung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das äußerste (1) und das innerste Rohr (2) in jeweils zwei übereinanderliegenden Ebenen (9, 10 und 11, 12) in jeder Ebene vorzugsweise vier Rollen und vier Bremszylinder aufweisen, wobei die Rollen (27 bis 30 und 58 bis 61) mit Hilfe von Exzenterbolzen und die Bremsbeläge (48) durch Einschrauben der Stopfen (53) in ihrem Abstand zu den Schienen (35 bis 38 und 62 bis 68) jeweils nachstellbar sind.