DE2542029C3 - Berührungsschutzschalter - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Berührungsschutzschalter entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein derartiger Schalter ist aus der DE-OS 14 81 753 bekannt.

Bei Kernkraftanlagen müssen in regelmäßigen Zeitabschnitten unter möglichst geringem Zeitaufwand die Wände der Druckbehälter, deren Anschlüsse und die umfangreichen Schweißnähte besichtigt, geprüft sowie ggf. auch instandgesetzt werden. Diese Maßnahmen sind in nicht einsehbaren, unbetretbaren sowie extrem engen Räumen durchzuführen, die mit einem Schutzmittel gefüllt und zudem gegen die äußere Atmosphäre abgeschlossen sowie in gewissem Maße Einflüssen des Kernspaltungsprozesses ausgesetzt sind. Zum Durchführen der genannten Maßnahmen bedient man sich sogenannter Manipulatoren, die zwar in den verschiedensten Ausführungen bekannt sind und denen gemeinsam ist, daß sie an ihrer in die Nähe der Prüflinge zu

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fa5 bringenden Spitze teuere Prüfgeräte, Fernaugen und/ oder Spezialgeräte tragen. Da das oder auch die Fernaugen vornehmlich in Arbeitsrichtung weisen, besteht in den zerklüfteten uneinsehbaren Einsatzräumen die Gefahr, daß teuere Einrichtungen beim Verschieben durch Anstoßen Beschädigungen erleiden.

Es ist deshalb üblich, Beschädigungen eines Gegenstandes, die als Folgen von Bewegungen dieses Gegenstandes entstehen könnten, dadurch zu verhindern, daß sogenannte Berührungsschutzschalter den die Bewegung verursachenden Vortrieb abschalten oder auch die Bewegungsrichtung umkehren.

Ein derartiger Schutzschalter, der direkt oder indirekt auf die Steuerung der Vortriebseinrichtung einwirken kann, hat im allgemeinen einen Fühler, dessen vom Schalter wegweisendes Ende vielfach gabel- oder bügeiförmig ausgebildet ist.

Durch die DE-OS 14 81 175 ist ein Berührungsschutzschalter zur Kontrolle der Handhabung von Kernbrennstoff bekannt, dessen Aufgabe es ist, die An- oder Abwesenheit eines Brennstoffstabes zu kontrollieren. Gelöst wird diese Aufgabe durch einen mittels zweier Federn versehenen Schalter. Die Federn, welche unterschiedliche Federsleifigkeit aufweisen, wobei die innere der konzentrischen Federn vorgespannt ist, weisen in ihrer gemeinsamen Achse einen Magnetkern auf, welcher wiederum in einer zylindrischen Bohrung eines teilweise mit einer Spule umwickelten isolierten Zylinders gleitbar geführt ist. Läuft eine mit der äußeren Feder verbundene Tastschale gegen ein Hindernis an, so wird zunächst nur die äußere Feder gestaucht, bis deren Kraft die Vorspannkraft der inneren Feder überwindet. Ist dies z. B. bei Anwesenheit eines Brennsloffstabes der Fall, so wird der funktionell und starr mit der inneren Feder verbundene Magnetkern tiefer in den isolierten Zylinder eindringen und gelangt zunehmend in den Bereich der Wicklung und verändert deren Induktivität, was durch elektronische Meßgeräte, welche mit der Spule verbunden sind, angezeigt wird. Mit einem solchen Schalter kann man sowohl axial auf die Tastschale einwirkende Kräfte als auch solche Kräfte erfassen, die in einem nicht zu großen Winkel zur Achse des Tasters angreifen; jedoch sind Kräfte, welche unter 90° angreifen, nicht erfaßbar.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Berührungsschutzschalter zu schaffen, welcher in der Lage ist, Kräfte aus allen Richtungen zu erfassen.

Diese Aufgabe ist durch die dem Patentanspruch 1 entnehmbaren Mittel vollständig gelöst.

Um die Berührungsschutzschalter den unterschiedlichen Schutzaufgaben anzupassen, wird nach Anspruch 2 vorgeschlagen, daß der Stab an seinem nicht gelagerten Ende ein Schutzteil aufweist und daß dieses Schutzteil so ausgebildet ist, daß es ein zu schützendes Objekt raumdeckend umgibt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen können den weiteren Unteransprüchen 3 bis 7 entnommen werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Anmeldungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt.

Der in der Zeichnung dargestellte Berührungsschutzschalter weist ein Gehäuse 16 auf und ist an einer Anschlußfläche 4 — im allgemeinen dem nicht dargestellten, zu schützenden Gegenstand zugehörig — gehalten.

Funktionell wirkt der Berührungsschutzschalter wie folgt: Nähert sich der zu schützende Gegenstand, beispielsweise eine Ultraschall-Prüfeinrichtung oder ein

Fernauge, unzulässig nahe einem Stutzen, Anschluß oder ähnlichem Vorsprung des Prüflings, dann kommt nut diesem zunächst das Schutzteil 10 in Berührung, wodurch unter Zwischenschaltung eines Stabes 2 durch Verformung einer elastischen Halterung 5 die Lage eines Mantels 6 verändert wird, was wiederum eine Veränderung der Distanz a zwischen dem Mantel 6 und einem Annäherungsschalter 8b zur Folge hat. Der radial zur Stabachse angeordnete Annäherungsschalter Sb meldet über eine Leitung 9 Änderungen von Induktivitat oder Kapazität zu einem die Bewegung des Gegenstandes steuernden Steuerstand. Diese Änderungen können ein Anhalten oder eine Umkehr der Bewegung des Gegenstandes bewirken. Zur Überwachung einer Berührung zwischen Prüfling und Fühler in axialer Richtung ist ein axial angeordneter Annäherungsschalter 8a vorgesehen. Dieser überwacht in analoger Weise den Abstand a'zum Zapfen 15.

Der Fühler des Berührungsschutzschalters ist also mehrteilig und besteht aus einem am Stab 2 befestigten ia Schutzteil 10, einem dem gelagerten Ende des Stabes 2 zugewandten und als elastisches sowie verdrehsicheres Gelenk ausgebildeten Wellrohr 13 und einem mit dem Stab 2 über ein Zwischenstück 14 verbundenen Zapfen 15, der seinerseits wieder dem Kugelgelenk 12 zugehört. 2> Der Mantel 6 ist am Stab 2 mittels einer elastischen Lagerung 11 befestigt, die vorzugsweise aus Weichgummi besteht. Hierdurch wird sichergestellt, daß der nach Ansprechen des Berührungsschutzschalters unvermeidliche Nachlauf keine Beschädigungen des Annäherungsschalters 86 zur Folge hat

Die elastische Halterung 5 besteht vorzugsweise aus einer den Stab 2 fest umfassenden Gummiplatte, deren äußerer Rand zwischen den Flansch 22 des Gehäuses 16 und die Anschlußfläche 4 bzw. eine hier angebrachte Ausnehmung mittels Befestigungsmitteln 17, z. B. Schrauben, eingeklemmt ist.

Alternativ kann die elastische Halterung auch als (gewellte) Membran ausgebildet sein. Mit gleicher Wirkung könnte der Stab 2 ferner durch radial um diesen angeordneten und gegenüber dem Gehäuse abgestützten Federn gehalten sein.

Außer dem Schutz der empfindlicheren Teile des Berührungsschutzschalters hat das Gehäuse 16 Haltefunktionen. So sind an ihm die Annäherungsschalter 8.7, b befestigt. Ferner dient ein mittels Befestigungsmitteln 18 am Gehäuseboden angebrachter Deckel 19 u.a. zur Lagerung eines elastischen Ringes 21. Außerdem ist das Gehäuse 16 für die Aufnahme eines Ringes 20 ausgebildet, an dem ein Ende des Wellrohres 13 befestigt ist. Der Ring 20 seinerseits ist wieder durch die Befestigungsmittel 18 gehalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   L Berührungsschutzschalter mit einem elastisch gelagerten Fühler und mit mindestens einem berührungslos arbeitenden Annäherungsschalter, der bei einer Auslenkung des Fühlers anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler als Stab (2) ausgebildet ist, daß der Stab an einem Ende und zwischen den beiden Stabenden elastisch gelagert ist, daß in Verlängerung der Stabachse, an dessen gelagerten Ende ein die Axialauslenkung des Stabes registrierender erster Annäherungsschalter (8a) angeordnet ist und daß ein zweiter, raJial zur Stabachse angeordneter Annäherungsschalter (8b) eine Verlagerung des Stabes (2) bei seitlicher Auslenkung anzeigt.
2. 2. Berührungsschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (2) an seinem nicht gelagerten Ende ein Schutzteil aufweist und daß dieses Schutzieil so ausgebildet ist, daß es ein zu schützendes Objekt raumdeckend umgibt.
3. 3. Berührungsschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (2) zwischen seinen beiden Enden mit dem elastischen Boden eines ihn koaxial umgebenden topfförmigen Mantels 2> (6) verbunden ist und daß der zweite Annäherungsschalter (8b) eine Auslenkung des Mantels (6) anzeigt.
4. 4. Berührungsschutzschalter nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Lagerung des Stabendes durch ein Kugelgelenk (12) erfolgt, das über einen elastischen Ring (21) axial beweglich gehalten ist.
5. 5. Berührungsschutzschalter nach einem der Ansprüche I₁ 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß 3"> die elastische Lagerung zwischen den beiden Stabenden über ein Wellrohr (13) erfolgt.
6. 6. Berührungsschutzschalter nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Lagerung zwischen den beiden Stabenden durch eine Gummiplatte (5) erfolgt.
7. 7. Berührungsschutzschalter nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Lagerung zwischen den beiden Stabenden durch radial zur Stabachse sich erstrek- v> kende Federn erfolgt.