DE2646362B2 - Längs einer Bauteilwandung schrittweise bewegliche Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine längs einer Bauteilwandung, die von ihrer Oberfläche sich nach innen erstreckende Öffnungen in regelmäßiger Anordnung aufweist, schrittweise bewegliche Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die US-PS 39 13 752 beschreibt eine derartige fernsteuerbare Vorrichtung, die längs der Wandung eines Bauteils beweglich ist, beispielsweise längs einer Rohrplatte in einem kernkraftbeheizten Dampferzeuger. Zwei Gruppen von Verankerungsfingern sind selektiv seitlich oder quer relativ zueinander beweglich durch Verbindung mit einem selektiv betätigbaren Schreitniechanismus, der seinerseits an eine Basisanordnung der Vorrichtung angeschlossen ist. Die Finger sind längsbeweglich auf das Bauteil zu bzw. von diesem weg, um so in die Öffnungen des Bauteils selektiv eingeführt zu werden bzw. aus den Öffnungen herausgezogen zu werden. Durch Selektivbesteuerung des Einführens, Herausziehens und der Schreitbewegung der Fingergruppen kann die Vorrichtung längs der Bauteilwandung »wandern« oder »schreiten«. Darüber hinaus können die Finger selektiv in Reibungsschluß mit dem Bauteil expandiert werden, wenn sie in die Öffnungen eingeführt worden sind, um so die Vorrichtung an dem Bauteil zu halten.
Die Fähigkeit der Vorrichtung zu wandern und sich

ίο selbst zu halten, beruht darauf, daß die Finger in die Bauteilöffnungen eingeführt werden, was seinerseits in hohem Maße von der genauen Ausfluchtung eines Fingers mit einer Öffnung unmittelbar vor dem Einführvorgang abhängt, insbesondere dann, wenn der normale oder kontrahierte Durchmesser jedes Fingers vorher nicht wesentlich kleiner ist als der Durchmesser der Aufnahmeöffnung, und der Finger so angeordnet ist, daß er sich von dem Schreitmechanismus in fest vorgegebener seitlicher Lage wegerstreckt, wie dies in der vorgenannten Anwendung der Fall ist. Wenn jedoch die Geometrie und die Position der Öffnungen unterschiedlich ist, etwa zufolge Exzentrizitäten, die durch Schweißnähte an den Mündungen der Rohre, welche d'ht Öffnungen in der Rohrplatte definieren, hervorgerufen werden, und Abstandstoleranzen zwischen mehreren Rohren sich akkumulieren, und wenn darüber hinaus die Länge und Richtung der Schritte, die von den Fingern ausgeführt werden, sich etwas von Schritt zu Schritt ändert infolge Toleranzen und

jo Verspannungen in der Vorrichtung, kann sich ein Finger nahe bei einer Öffnung finden, jedoch in exakter Ausfluchtung mit dieser, wenn eine Schreitbewegung abgelaufen ist. Wenn nur eine annähernde Ausfluchtung von Finger und Öffnung vorliegt, kann gegebenenfalls

nur die Spitze des Fingers in die Öffnung eindringen, während ein weiteres Einführen oder vollständiges Einführen des Fingers nicht möglich ist. Dies macht es schwierig sicherzustellen, daß die Finger nach jeder Schrittbewegung vollständig einfahren, und in jedem Falle führt dies zu unerwünschtem Verschleiß zwischen dem Finger und dem Rohr.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei der das vollständige Einführen des Fingers auch dann sichergestellt ist, wenn am Ende eines Schrittes der Finger nicht genau koaxial mit der entsprechenden Öffnung steht.

Gemäß der Lösung nach der Erfindung, wie sie in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches I definiert ist, wird eine verbesserte Fingerhaltung vorgesehen, die eine seitliche Auslenkung eines Fingers relativ zu einem anderen Finger ermöglicht. Dies erlaubt dann, daß ein Finger, der sich nur in ungefährer Ausfluchtung mit einer Öffnung befindet, in genaue Ausfluchtung mit dieser gebracht wird, indem er sich seitlich an der Seitenwandung der Öffnung beim Einführen abstützt. Normalerweise wird ein Finger in einer vorgegebenen Position gehaltert, so jedoch, daß er seitlich versetzt werden kann aus dieser vorgegebenen Position durch

ho eine seitlich auf ihn einwirkende Kraft. Die federnde Halterung für jeden Finger zentriert diesen normalerweise und gestattet sowohl eine Kippbewegung wie auch eine seitliche Versetzungsbewegiing des Fingers relativ zu dem Verbindungsglied.

b5 Ferner ist aus der DE-OS 23 23 113 eine programmgesteuerte Manipiikiioranorilniing bekannt, bei der O-Ringe zur Abstützung einer ein einzusetzendes Bauteil haltenden Klemme verwendet werden. Die

Aufgabe dieser O-Ringe besteht jedoch darin, die Schwingungen eines Suchmechanismus, der auf die Bauteilhalterung einwirkt, von einem Manipulatorarm fernzuhalten. Eine Flexibilität für das Einsetzen des Bauteils in eine öffnung wird hierdurch nichi angestrebt und nicht erreicht, vielmehr wird nach Anordnen des Manipulators nahe der öffnung, in die das Bauteil einzusetzen ist, das Bauteil zu Vibrationen angeregt, bis die korrekte Ausfluchtung zwischen Bauteil und öffnung gefunden isL iu

Ferner ist aus der DE-OS 25 04 127 ein programmierbarer Manipulator mit einem Werkstückhalter bekannt, wobei eine Halterung vorgesehen ist, die mit Hilfe von Federn elastisch ausgebildet ist und das Eindringen des Werkstücks in eine öffnung auch bei Fehlausfluchtung is des Halters ermöglicht, wobei jedoch gegebenenfalls eine Suchbewegung ausgeführt wird. Diese elastische Verbindung zwischen dem zu fügenden und dem fügenden Teil ist jedoch nicht ohne weiteres auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 übertragbar, da diese spezielle mit dem schrittweisen Wandern der Vorrichtung verbundene Anforderungen erfüllen muß und außerdem das gesamte Gewicht der Vorrichtung zu halten in der Lage sein muß, zumal die Federn bei dem bekannten Manipulator nur wahlweise einsetzbar sind und der Vorspannung in Axialrichtung dienen.

Weitere bevorzugte Merkmale des Gegenstam. s der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der jo Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf d'e Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt perspektivisch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in Arbeitsposition in einem kernkraftbeheizten Dampferzeuger,

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung von Fig. 1, wobei Teile weggebrochen sind,

Fig. 3A, 3B und 3C sind Seitenansichten, teilweise weggebrochen und teilweise geschnitten, zur Darstellung eines Fingers in verschiedenen Positionen.

Eine schrittweise bewegliche Vorrichtung 10 ist in Fig. 1 in Arbeitsstellung dicht unter der Hälfte einer sich horizontal erstreckenden Rohrplatte 14 dargestellt, die sich auf einer Seite eines kernkraftbeheizten Dampferzeugers 8 befindet.

Die Vorrichtung 10 besitzt ein Paar von miteinander verbundenen Schlitten 18 und 19, die jeweils vier expandierbare Finger 11 bzw. vier expandierbare Finger 12 tragen. Die Finger 11, 12 sind begrenzt auslenkbar relativ zu den Schlitten 18, 19 montiert, vertikal gerichtet und so bemessen, daß sie in runde öffnungen 15 der Rohrplatte 14 eingeführt bzw. aus diesen herausgezogen werden können; die öffnungen 15 werden durch Rohre 16 gebildet, die sich nach un'.en durch die Rohrplatte 14 erstrecken und an ihren unteren Enden mit der Rohrplatte etwa duich im wesentlichen runde Schweißnähte 17 verbunden sind, leder Finger 11, 12 ist in Reibschluß mit einem zugeordneten Rohr 16 durch einen zugeordneten BiMätigungszylinder 30 selektiv expandierbar, wenn der Finger eingeführt ist; die Betätigungszylinder 30 sind alle zur gemeinsamen Betätigung der Finger Il bzw. 12 miteinander verbunden.

Die Schlitten 18 und 19 sind in Vertikalrichtung zueinander relativ verschieblich und miteinander durch μ eine Antriebsanordnung, etwa einen vertikal gerichteten doppelt wirkenden Zylinder 21 verbunden, um in gesteuerter Weise den Verlikalabstand /wischen den Schlitten 18, 19 und dementsprechend auch die relative Längs- oder Vertikalposition zwischen den Fingern 11 (allen gemeinsam) und den Fingern 12 (ebenfalls allen gemeinsam) zu verändern, wobei selektiv alternierend alle Finger 11, 12 oder nur die Fir.ger 11, oder nur die Finger 12, in entsprechende öffnungen 15 eingeführt, werden.

Die Schlitten 18, 19 umfassen zugeordnete Basisteile 22 bzw. 23 und entsprechend zugeordnete Dreipositions-SelbstzentrierbetätigungseinrJclitungen, welche Motoren umfassen, etwa Zylinderbaugruppen 24 und 25, untergebracht in den Basisteilen 22 bzw. 23. Die Finger 11 und 12 und ihre zugeordneten Zylinderbaugruppen

30 sind indirekt auf den Zylinderbaugruppen 24 bzw. 25 montiert. Die Zylinderbaugruppen 24 und 25 umfassen Zylinder 27, untergebracht in Bohrungen 43 der Basisteile 22 bzw. 23, sowie Kolben 29, die in den Zylindern 27 verfahrbar sind. Die Zylinder 27 erstrecken sich horizontal senkrecht zueinander und die Finger 11 und 12 sind für gemeinsame Bewegung mit den Kolben 29 montiert, um so eine Relativbewegung zwischen den Fingern 11 und 12 in seitlicher Richtung oder quer zu ihrer Längserstreckung oder parallel zur Rohrplatte 14 aufgrund wahlweiser Betätigung der Zylinder 27 zu ermöglichen, um so die Vorrichtung 10 »schreiten« zu lassen. Die Zylinderbaugruppen 24 und 25 sind so aufgebaut, diß die entsprechenden Kolben 29 beide normalerweise eine präzise Neutralposition einnehmen und hin- und hergehend aus dieser Neutralposition in jeweils eine von zwei einander abgewandten Endpositionen verschieblich sind.

Die Vorrichtung 10 wandert an der Unterseite der Rohrplatte 14 entlang, indem man entweder die Finger 11 oder die Finger 12 aus dem Reibschluß mit den entsprechenden Rohren 16 löst, während die anderen Finger in Reibschluß verbleiben, wonach die gelösten Finger nach unten aus den Rohren 16 herausgezogen werden, die herausgezogenen Finger quer zu sowohl der Rohrplatte 14 wie auch zu den in ihr verriegelt gebliebenen Fingern bewegt werden, im wesentlichen in Ausfluchtung mit entsprechenden neuen Rohren 16. wonach die bewegten Finger in neue Rohre 16 eingeführt und expandiert werden. In F i g. 1 ist die Vorrichtung 10 während der Ausführung eines Schrittes dargestellt, bei dem die Finger U in Rohren 16 sitzen, während die Finger 12 für die Schreitbewegung herausgezogen sind.

Die Rohre 16 in der Rohrplatte 14, längs der sich die Vorrichtung 10 bewegt, sind so ausgebildet, daß die öffnungen 15 eine regelmäßige Anordnung von zahlreichen parallelen Reihen bilden, die sich senkrecht zu zahlreichen parallelen Linien erstrecken. Darüber hinaus sind die öffnungen 15 in irgendeiner bestimmten Reihe oder Linie in Richtung einer Linie bzw. Reihe relativ zu den Öffnungen 15 in den entsprechenden unmittelbar benachbarten beidseitigen Reihen oder Linien so versetzt, daß sich eine »Dreiecksteilung« ergibt, bei der die Mittelpunktsabstände zwischen jedem benachbarten Paar von öffnunep 15 identisch sind.

Das Basisteil 22 ist oberhalb des Basisteils 23 angeordnet, und die beiden Basisteile 22 und 23 bilden eine vertikal aufspreizbare zusammengesetzte Basisanordnung für die Vorrichtung 10. Der Betätigungszylinder 21 ist mit seinem oberen Ende an der Unterseite des Basisteils 23 befestigt, während sich seine Kolbenstange

31 nach oben erstreckt und an der Unterseite des Basisteils 22 befestigt ist. Kine Dmckfliiidnnelie etwa

eine Druckluftquelle 74, die sich außerhalb des Dampferzeugers 8 befindet, wird selektiv an obere bzw. untere öffnungen des Zylinders 21 angeschlossen, wozu man zugeordnete Dreiwegeventile 122 bzw. 123 und entsprechende Druckluftschläuche 124 und 125 verwendet, die sich zwischen den Ventilen 122, 123 und den Zylinderöffnungen erstrecken, jedes der Dreiwegeventile 122 und 123 ist wahlweise betätigbar, um alternativ die entsprechenden Schläuche 124 oder 125 mit der Druckluftquelle 74 oder mit einer Abfuhr- oder Belüftungsöffnung im Ventil zu verbinden. Der Zylinder 21 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel für eine Hublänge von 12,5 cm des Kolbens ausgelegt, doch ist die Länge der Kolbenstange so bemessen, daß die Basisteile 22 und 23 aufeinanderstoßen, wenn der Kolben sich noch etwa 6 mm über seiner normalen unteren Endlage befindet.

Wenn die Finger 11, verbunden mit dem Basisteil 22, aus der Rohrplatte 14 herauszuziehen sind, wird das Fluid aus dem Zylinder 21 durch die untere öffnung belüftet, und Fluid wird durch die obere öffnung eingespeist, so daß sich der Kolben und das Basisteil 22 nach unten bewegen. Wenn umgekehrt die Finger 12. verbunden mit dem Basisteil 23, aus der Rohrplatte 14 herauszuziehen sind, läßt man Fluid in den Zylinder 21 durch die untere öffnung einströmen, während der Zylinder 21 durch die obere öffnung belüftet wird, damit sich das Basisteil 23 und der Zylinder 21 nach unten bewegen. Die vorstehend beschriebenen Arbeitsgänge werden umgekehrt, um die Finger 11 oder 12 wieder einzuführen, die vorher herausgezogen worden waren. Wenn alle Finger 11, 12 vollständig eingeführt in Reibschluß mit den Rohren 16, 16 sind, trennen die Ventile 122 und 123 den Zylinder 21 von der Druckfluidquelle 74.

Beide Basisteile 22 und 23 haben im wesentlichen rechteckigen Grundriß, wobei sich die längere Abmessung jeweils senkrecht zu der entsprechenden Abmessung des anderen Basisteils erstreckt, um die Axialerstreckung der zugeordneten Zylinderbaugruppen 24 bzw. 25 aufzunehmen. Das untere Basistei! 23 weist zusätzlich ein Paar von sich seitlich erstreckenden Stützfortsätzen 34 auf gegenüberliegenden Seiten auf, und das obere Basisteil 22 umfaßt einen sich seitlich erstreckenden Fortsatz 39 auf einer Seite. Ein Paar von hohlen steifen Führungsrohren 35 ist fluiddicht am oberen Ende mit einem zugeordneten Paar von rohrförmigen Vorsprüngen 36 an der Unterseite des Basisteils 22 nahe dessen gegenüberliegenden Enden verbunden. Die Führungsrohr 35 sind in Bohrungen 65 in den entsprechenden Vorsprüngen 36 eingeschraubt. Die Führungsrohre 35 erstrecken sich nach unten durch Lager in den entsprechenden Führungskanälen in den seitlichen Fortsätzen 34 des Basisteils 23 und sind in diesen vertikal gleitbeweglich in ziemlich genauer Passung. In ähnlicher Weise ist ein starres Führungsrohr 40 mit seinem oberen Ende an dem Fortsatz 39 des Basisteils 22 befestigt und erstreckt sich nach unten durch ein Lager in einem weiteren Führungskanal 41 des Basisteils 23 und ist dort gleitbeweglich geführt. Hierdurch wird das Basisteil 23 relativ zum Basisteil 22 seitlich ausgefluchtet und gehalten.

Die beiden Zylinderbaugruppen 24 und 25 sind intern im wesentlichen identisch, wobei die einzige Ausnahme darin besteht, daß der obere Zylinder 26 länger ist als der untere Zylinder 27, die Hublänge des Kolbens 28 länger ist als die des Kolbens 29 und verschiedene Komponenten innerhalb des Zylinders 26 demtentsprechend langer ausgebildet sind als die äquivalentei Bauteile im Zylinder 27. Die Zylinder 26 und 27 sind ii ihren zugeordneten Basisteilen 22 bzw. 23 durcl mehrere mit Nylonspitzen versehene selbstverriegelnd« Madenschrauben 25' befestigt, die sich in Gewindeboh rungen der entsprechenden Basisteile in Reibschluü mi den Außenwandungen der entsprechenden Zylinde erstrecken. Die Zylinder 26, 27 besitzen jeweils ein Paa von Kolbenstangen 28a, 29a, die sich von jede

in Stirnseite des Kolbens nach außen erstrecken, um jeweils zwei Fluidöffnungen wie bei einem zweiseitig wirkenden Zylinder vorgesehen sind, denen Schlauch« 71', 72" zugeordnet sind. Ihr Kolben ist in seine genau« Neutralposition mittels eines Paares von zylindrischer Schraubenfedern vorgespannt, die axial unter Kompres sion auf die axial außen liegenden Stirnflächen de: Kolbenseinwirken.

Zwei horizontale Lochplatten 62 zum Halten dei Finger sind an den axial äußeren Enden der entspre chenden äußeren Kolbenstangen 28a der Zylinderbau gruppe 24 befestigt, die auch als Anschlag für da: Basisteil 22 in den Endlagen des Kolbens de Zylinderbaugruppe 24 dient. Eine starre Distanz- um Führungsstange 69 erstreckt sich parallel zu der Kolbenstangen 28a und ist an ihren Enden in zwe Halteplatten durch entsprechende Befestigungsmitte festgelegt, um die Ausfluchtung zwischen den Lochplat ten 62 und dem Basisteil 22 aufrechtzuerhalten. Dies« Führungsstange 69 ist gleitbeweglich abgestützt durcl ein Lager am Basisteil 22.

Jede Kolbenstange 29a der Zylinderbaugruppe 24 is starr verbunden mit einem von zwei Winkeln 70, di« ihrerseits jeweils zwei Finger 12 tragen. Jeder Winkel 7( umfaßt eine sich in Vertikalrichtung erstreckend« rechteckige Winkelplatte 75 an den axial außer liegenden Enden der jeweiligen Kolbenstangen 29a um eine horizontale Lochplatte 76, die nahe deren oberen Ende an der Winkelplatte 75 befestigt ist. Di« Winkelplatten 75 erstrecken sich jeweils quer zu der entsprechenden Kolbenstangen 29a, um so eine groß« Fläche für den Kontakt mit dem nahe liegenden End« des Basisteils 23 aufzuweisen. Die Positionierung de Winkelplatten 75 an den entsprechenden Kolbenstan gen 29a ist so ausgebildet, daß die Hublänge de:

> Kolbens 29 im Zylinder 27 in beiden Richtungen aus de Neutralposition gleich ist und auch gleich ist den Mittelpunktsabstand zwischen zwei unmittelbar be

nachbarten Reihen von öffnungen 15.

Zwei starre Verstärkungsstreifen 77 erstrecken siel zwischen den unteren Ecken der einander gegenüberlie genden Winkelplatten 75 und sind dort befestigt, um se die Winkelplatten 75 seitlich abzustützen. Darübe hinaus ist eine starre Führungsstange 78 ähnlich dei Führungsstange 69 vorgesehen, die sich parallel zu der Kolbenstangen 29a erstreckt und an ihren Enden mi den beiden Winkelplatten 75 verbunden ist, um dii Ausfluchtung zwischen den Winkelplatten und den Basisteil 23 zu sichern. Die Führungsstange 78 is gleitbeweglich abgestützt in einem Lager, das sich in Basisteil 23 befindet

Die Lochplatten 76 haben die gleiche Dicke wi« senkrecht dazu angeordnete Lochplatten des Schlitten: 18 und erstrecken sich nach außen von den Winkelplat ten 75 in die gleiche Vertikalposition oder Höhe wie di« Lochplatten des Schlittens 18, wenn der Kolben de: Zylinders 21 in axialer Zentralstellung im Zylinder 2 steht. Jede Lochplatte 76 ist relativ kompakt für di« Abstützung von zwei in dichtem Abstand liegendei

Fingern 12 und zugeordneten Betatigungszylindern 30, während jede Lochplatte des Schlittens 18 zum Erzielen eines entsprechend weiteren Abslands ihrer Finger 11 und für die Halterung eines Paares von im Abstand liegenden Sondenrohren 79 an den jeweiligen linden tanggcstrcckl ist. Die Sondenrohre 79 können Wirbelstromsonden oder dergleichen von außerhalb des Dampferzeugers 8 durch Leitungen 73 aufnehmen. Ein Ende jeder Lochplatte weist nämlich einen Schenkel auf, der auswärts von dem Basisteil 22 oder 23 abgebogen ist derart, daß das Sondenrohr 79 nahe dem Ende des Schenkels Zugang hat zu verschiedenen öffnungen 15, die sich in den entfernten F.ckbereichen der Rohrplatte 14 befinden.

Zum Positionieren des Kolbens des Zylinders 25 erstreckt sich ein Paar von starren Fluidrohren 80', ähnlich den, jedoch kürzer als Fluidrohre 64', zu dem Zylinder 24 nach oben durch das Basisteil 23 radial bezüglich der Bohrung 43 und in Verschraubungscingriff mit einem zugeordneten Paar von (nicht dargestellten) öffnungen nahe den Endbcrcichen des Zylinders 27.

Die Fluidschläuche 7Γ und 71" für den Zylinder 26 sind mit der üruckluftquellc 74 über Dreiwegeventile 82' bzw. 82" verbunden. In ähnlicher Weise sind auch die Fluidschläuche 8Γ und 81" für den Zylinder 27 verbunden mit der Druckluftqiielle 74 über Dreiwegeventile 83 bzw. 83". Jedes der Dreiwegeventile 82', 82", 83' und 83" ist einzeln für sich betätigbar, um alternativ die entsprechenden Fluidschläuche 7Γ, 71", 8Γ oder 81" an die Druckluftquelle 74 oder an eine Belüftung oder Ablaßöffnung in dem Ventil anzuschließen.

Wenn der Schlauch 7Γ mit der Druckluftquelle 74 verbunden ist und der Schlauch 71" belüftet wird, so wird der Kolben des Zylinders 26 so betätigt, daß er in seine anschlagbegrenzte Endlage im Zylinder 26 läuft, umgekehrt wird die andere Endlage eingenommen, wenn beide Schläuche 71' und 71" von der Druckluftquelle 74 getrennt sind und belüftet werden, so kehrt der Kolben in seine Neuiralposition zurück. Der Kolben des Zylinders 27 arbeitet in der gleichen Weise. Demgemäß werden die Finger Il und die linger 12 jeweils ingesamt quer oder seitlich bezüglich der Basisteile 22 und 23 bewegt.

Zwei Finger 11 sind an jeder Lochplatte 62 und zwei Finger 12 sind an jeder Lochplatte 76 befestigt. Der seitliche Abstand zwischen jedem Finger 11 oder 12 an einer Lochplatte 62 oder 76 und der seitliche Abstand zwischen einem Paar von F'ingern Il oder 12 an einer Lochplatte und einem entsprechenden Paar von Fingern 11 oder 12 an der anderen Lochplatte wird minimal gehalten, um das Hindurchpassen der Vorrichtung 10 durch ein Mannloch 72 im Dampferzeuger 8 zu ermöglichen. Der minimale seitliche Abstand zwischen Fingern 11, 12 ist im allgemeinen vorgegeben durch die Größe und Geometrie der Basisteile 22,23, die ebenfalls minimal gehalten sind. Die Positionierung jedes Fingers 11 oder 12 auf der zugeordneten Lochplatte 62 bzw. 76 wird hergestellt dadurch, daß jeder Finger 11 oder 12 ein Gegenstück aufweist auf der diametral im wesentlichen gegenüberliegenden Seite des Zylinders 21, um eine Abstützung für die Vorrichtung 10 in vertikalen Ebenen zu schaffen, welche durch oder praktisch durch das Zentrum des Zylinders 21 und demgemäß auch durch oder nahe des Schwerpunktzentrums der Vorrichtung 10 aus Gründen der Stabilität verlaufen. Die vier Sondenrohre 79 befinden sich alle an den äußeren Grenzen der seitlichen Bewegung der Fineer 11. 12. doch können sie auch noch weiter

ilität auswärts positioniert werden, wenn die räumlichen Beschränkungen dies erlauben. Alle Finger 11,12 haben identischen Aufbau und sind in den entsprechenden Lochplatten 62, 76 in gleicher Weise befestigt, wobei eine gewisse seitliche Auslenkung der Finger relativ zu ihrer Lochplatte ermöglicht ist, um das Einführen des entsprechenden Fingers in eine Öffnung 15 zu erleichtern, welche infolge Exzentrizitäten in der Schweißnaht 17, akkumulierten Toleranzen im Abstand der Rohre 16 und/oder akkumulierten Toleranzen im Mechanismus der Vorrichtung 10 etwa fehlausgefluchtet sein kann.

Der Finger 12 umfaßt, wie in Fig. 3A bis 3C erkennbar, ein Paar von zylindrischen elastomeren Expandern 85, die konzentrisch und radial dicht schließend um einen verringerten Durchmesserabschnitt einer Kolbenstangc 86 gelegt sind, die sich nach oben aus dem Betätigungszylinder 30 heraus erstreckt. Das Paar von Expandern 85 ist axial voneinander im Abstand gehalten durch eine Scheibe 87, die die Kolbenstange 86 umschließt.

Eine abgerundete Endkappe 88 ist auf das axial äußere oder obere Ende der Kolbenstange 86 aufgeschraubt und dort verriegelt, wobei ihre breite Grundfläche nach unten gerichtet ist in Anlage am oberen Ende des obersten Expanders 85. Ein starres, im wesentlichen zylindrisches Zwischenstück 90 ist am Zylinder 30 befestigt und liegt axial am unteren Ende des untersten Expanders 85 an, wobei hierfür eine aufwärts gerichtete Anschlagfläche vorgesehen ist. Der Betätigungszylinder 30 ist vom konventionellen doppell wirkenden Typ und enthält einen Kolben 91. von dem sich eine Kolbenstange 86 weg erstreckt. Der Abstand zwischen der Endkappe 88 und dem Zwischenstück 90, axial bezüglich der Expander 85, ist so bemessen, daß die Expander 85 dauernd axial an der Endkappe 88 bzw. am Zwischenstück 90 anliegen, wenn der Kolben 91 normal bis zum obersten Ende im Zylinder 30 oder bis nahe an diese Stelle gelaufen ist.

Zufuhr von Druckfluid zur oberen (nicht dargestellten) Fluidöffnung des Zylinders 30 drückt den Kolben 91 relativ nach unten, wobei die Expander 85 komprimiert werden und sich entsprechend radial expandieren. Der normale oder entspannte Durchmesser der Expander 85 von Finger 12 ist so, daß sich ein hinreichend großes radiales Spiel zwischen dem Finger 12 und der Innenwandung eines Rohres 16 ergibt, um das Einführen und Herausziehen leicht zu ermöglichen, während eine relativ geringe Abwärtsbewegung des Kolbens 91 genügt, die Expander 85 in reibschlüssigen Eingriff mit der !nnenwandung eines Rohres 16 zu bringen, um so einen Teil des Gewichts der Vorrichtung 10 abzufangen. Ein Luftdruck von 4 bis 7 at ist geeignet, um die entsprechende Verschiebung des Kolbens 91 zu bewirken. Der Raum oberhalb des Kolbens 91 kann belüftet und Druckluft kann in den unteren Zylinderraum durch eine untere Fluidöffnung (nicht dargestellt) im Zylinder 30 eingeführt werden, um die Expander 85 in den entspannten oder kontrahierten Zustand zurückzuführen. Die vier Zylinder 30, die den Fingern 11 zugeordnet sind, sind so angeschlossen, daß sie gemeinsam betätigt werden, während die vier Zylinder 30 für die Finger 12 ebenfalls gemeinsam betätigt werden, jedoch unabhängig von den Zylindern für die Finger 11.

Ein Finger 12 und sein Betätigungszylinder 30 sind an der Vorrichtung 10 montiert durch eine Halterungsbaugruppe 89, die von der Lochplatte 76 federnd abgestützt

ist. Die Halterungsbaugruppe 89 umfaßt das Zwischenstück 90, das sich durch eine vertikale Bohrung 92 in der Lochplatte 76 erstreckt, einen festen Dislanzring 93, der das Zwischenstück 90 unterhalb der Lochplatte 76 umschließt, und drei elastische O-Ringe 94, 95 und 96, die zwischen die Lochplatte 76 und entweder das Zwischenstück 90 oder den Distanzring 93 eingelegt sind.

Das Zwischenstück 90 hat im wesentlichen zylindrische Geometrie mit oberen bzw. unteren Abschnitten 97 to bzw. 98. Der untere Abschnitt 98 hat Innengewinde nahe seinem unteren Ende und umschließt konzentrisch und in Gewindeeingriff einen mit Außengewinde versehenen F.ndfortsatz 99, der sich koaxial nach oben vom Betätigungszylinder 30 erstreckt. Der Endfortsatz 99 hat kleineren Außendurchmesser als der Haupttei! des Zylinders 30 und das untere Ende des Zwischenstücks 90 liegt axial an der aufwärts gerichteten Ringschulter 100 an, die an der Stoßstelle des Fortsatzes 99 und dem eigentlichen Zylinder 30 vorhanden ist. Der untere Abschnitt 98 erstreckt sich nach oben vom Zylinder 30 durch die Bohrung 92 in der Lochplatte 76 mit einem Umfangsspiel zwischen beiden, das eine Bewegung des Zwischenstücks 90 sowohl seitlich wie auch in einer Kippbewegung relativ zur Lochplatte 76 ermöglicht. In 2^r> dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt dieses diametrale Spiel etwa 1,25 mm und die Dicke der Lochplatte 76 um die Bohrung 92 ist so bemessen, daß das Zwischenstück 90 und der zugeordnete Finger 12 und der Zylinder 30 in allen Richtungen um 3° oder 4° relativ zur Achse der Bohrung 92 gekippt werden können, wobei ein Winkel von etwa 2" in Fig. 3B gezeichnet ist.

Der elastische O-Ring 94 sitzt in einer ringlörmigen radial gerichteten Nut 101 in der Außenfläche des κ unteren Abschnitts 98 und liegt radial einerseits am Zwischenstück 90, andererseits an der Lochplatte 76 innerhalb der Bohrung 92 an, um das Zwischenstück nachgiebig in der Bohrung 92 zu zentrieren. Der O-Ring

94 ist in der Mitte zwischen dem oberen und unteren Ende der Bohrung 92 positioniert, damit das Zwischenstück 90 und der Finger 12 um diesen Punkt kippen können, wenn ein Drehmoment auf den Finger 12 nahe seinem oberen Ende einwirkt.

Ein Flansch 102 erstreckt sich radial nach außen von 4^r> dem unteren Abschnitt 98 über die Lochplatte 76 und weist eine axial gerichtete Ringnut 103 a;i der Unterseite auf, welche die Lochplatte 76 übergreift. Der Distanzring 93 umschließt dicht den unteren Abschnitt 98 in Axialanlage an der Ringschulter 100 auf dem ^Γ·» Zylinder 30 und weist eine axial gerichtete Ringnut 104 in seiner Oberseite auf, die radial unter der Lochplatte 76 liegt. Der Axialibstand zwischen dem Distanzring 93 und dem Flansch 102 ist größer als die vertikale Dicke der Lochplatte 76, um die oben erwähnte Verkantung des Fingers 12 zu ermöglichen. Die elastischen O-Ringe

95 und 96 sitzen in den Nuten 103 bzw. 104 in einander entgegengerichteten Axialanschlag an den oberen bzw. unteren Oberflächen der Lochplatte 76 und sie wirken mit dem O-Ring 94 zusammen, um das Zwischenstück 90 μ normalerweise zentriert koaxial innerhalb der Bohrung 92 zu halten, wie in Fig.3A dargestellt Durch Ausbildung des Flansches 102 als integrales Teil des Zwischenstücks 90 wird der Abstand zwischen Flansch 102 und Distanzring 93 leicht eingestellt und dauernd f>5 aufrechterhalten durch Einschrauben des Zwischenstücks 90 bis zum Anschlag an der Ringschulter 100.
Der obere Abschnitt 97 hat kleineren Innen- und Außendurchmesser als der untere Abschnitt 98, wobei sein Innendurchmesser so bemessen ist, daß sich eine seitliche Abstützung für den Abschnitt der Kolbenstange 86 mit verringertem Durchmesser in Gleitlagerung ergibt, während der Außendurchmesser im wesentlichen derselbe ist wie der Expander 85 in deren entspanntem Zustand zum Einführen in ein Rohr 16. Ein stabiler Anschlagflansch 105 erstreckt sich radial nach außen vom Zwischenstück 90 an der Basis des oberen Abschnitts 97 für die Anlage an der Unterseite der Rohrplatte 14, um so den Einführweg des Fingers 12 in ein Rohr 16 zu begrenzen. Das Ausmaß der Einführung des Fingers 11 in ein Rohr 16 wird in ähnlicher Weise begrenzt durch entsprechende Anschlagflansche 106, die entsprechend zugeordnet sind, und das vollständige Einführen beider Finger !! und !2 entspricht einer zentralen Position des Kolbens im Zylinder 21. Es versteht sich, daß die Länge der Finger 11,12 oberhalb der entsprechenden Anschlagflansche 106, 105 kleiner ist als die knapp 6 cm maximale Hublänge dieses Kolbens nach unten aus seiner zentralen Position im Zylinder 21. Es läßt sich ferner erkennen, daß einem Abwärtsgleiten einer oder beider Gruppen von Fingern

11 und 12 relativ zu den Rohren 16 entgegengewirkt wird durch vollständiges Einführen jedes Satzes von Fingern bis zu dem entsprechenden Anschlagflächen 105, 106 bei jedem Schritt dieser Finger. Auf diese Weise kann sich ein Herausgleiten nicht von Schritt zu Schritt akkumulieren, sondern jeder aufeinanderfolgende Schreitschritt eines Satzes von Fingern Il oder 12 wirkt so, daß einem etwa erfolgten Weggleilen jedes Satzes von Fingern, das seit dem vorhergehenden Schritt eingetreten sein könnte, entgegengewirkt wird.

F i g. 3A zeigt einen Finger 12, der normal auf seiner Lochplatte 76 zentriert ist, bevor er in ein Rohr 16 eingeführt werden kann, das im wesentlichen jedoch nicht genau in Ausfluchtung liegt. Fig. 3B zeigt den Finger 12 bei seiner Einführung in das Rohr 16, wobei er in der Zeichnung nach rechts ausgelenkt oder verkantet wird durch Anschlagen seiner linken Seite an der Schweißnaht 17 und dem Rohr 16. F i g. 3C zeigt den Finger 12 nach vollständigem Einführen und Expansion in Reibschluß mit dem Rohr 16, wobei der Finger 12 und das Zwischenstück 90 seitlich nach rechts versetzt worden sind aus der normalen koaxialen Ausfiuchtung mit der Bohrung 92 und in Kontakt mit der Lochplatte 76 an der rechten Seite der Bohrung 92.

Bezüglich der Wirkungsweise der Vorrichtung 10 ist auszuführen, daß Luftzu- und -abfuhr für jeden der verschiedenen Betätigungszylinder durch elektromagnetisch betätigte Ventile (nur die Ventile 82', 82", 83' und 83" sind hier gezeigt) gesteuert wird, welche ihrerseits rechnergesteuert sind. Elektrische Signale, welche die Position der verschiedenen beweglichen Elemente der Vorrichtung 10 anzeigen, werden von Mikroschaltern, etwa 112,115, geliefert, welche Signale über (nicht dargestellte) Leitungen als Eingänge einem Steuerrechner zugeführt werden.

Um die Vorrichtung 10 schrittweise längs der Rohrplatte 14 wandern zu lassen, werden die Expander 85 entweder der Finger 11 oder der Finger 12 entspannt und das entsprechende Basisteil 22 bzw. 23 wird nach unten relativ zum anderen Basisteil verfahren und auch relativ zu der Rohrplatte 14, um so die entsprechenden Finger aus der Rohrplatte 14 herauszuziehen. Die so von der Rohrplatte 14 freigekommenen Finger 11 bzw.

12 werden dann gemeinsam quer zu den anderen Fingern 12 bzw. U bewegt und zu der Rohrplatte 14 in

mindestens annähernde Ausfluchtung mit entsprechenden »neuen« Rohren 16 durch Betätigung eines ausgewählten oder beider der Zylinderbaugruppen 24 und 25 und das entsprechende Basisteil 22 oder 23 der Finger Il oder 12, das so bewegt worden ist, wird dann nach oben bewegt relativ zu dem anderen Basisteil und der Rohrplatte, um die Finger in die entsprechenden »neuen« Rohre 16 einzuführen und die Expander 85 der nun wieder eingeführten Finger werden in Reibschluß mit den »neuen« Rohren expandiert. ι ο

Wenn sich eine der Zylinderbaugruppen 24 oder 25 an einer seiner beiden äußeren F.xtrempositionen bei Beginn eines Schrittes befindet, wirkt die Bewegung dieser Zylinderbaugruppe in die andere Extremstellung so, daß der Satz von Fingern 11 oder 12, der aus der r> Rohrplatte 14 herausgezogen worden ist, in Ausfluch-

tung mit öffnungen 15 in einer Linie oder Reihe von Rohren 16 zu »neuen« öffnungen versetzt wird, die zwei Linien bzw. zwei Reihen weiter weg sind. Wenn andererseits beide Zylinderbaugruppen 24 und 25 sich in ihrer Neutralposition bei Beginn eines Schrittes befinden, so werden beide Zylinderbaugruppen in entsprechende Extrempositionen bewegt derart, daß der Satz von Fingern 11 oder 12, der von der Rohrplatte 14 freigekommen ist, wo er mit öffnungen 15 in einer Linie und Reihe ausgefluchtet war, zu öffnungen verfahren wird, die eine Linie und eine Reihe weiter weg sind. Diese letztgenannte Bewegung kann als Diagonalbewegung bezeichnet werden und ermöglicht es der Vorrichtung 10, die Sondenrohre 79 in Ausfluchtung mit nahezu jedem Rohr 16 der Rohrplatte 14 zu bringen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Längs einer Bauteil wandung, die von ihrer Oberfläche sich nach innen erstreckende Öffnungen in regelmäßiger Anordnung aufweist, schrittweise bewegliche Vorrichtung mit einer Basisanordnung, mit ersten und zweiten Fingeranordnungen, deren radial expandierbare Finger in die Bauteilöffnungen einführbar und dort verriegelbar sind, sowie entriegelbar und aus den Öffnungen herausziehbar sind, mit Halterungen der Fingeranordnungen an der Basisanordnung derart, daß die Finger sich auf die Bauteilwandung zu erstrecken, mit einer Antriebsanordnung, die zwischen die Basisanordnung und eine der Fingeranordnungen geschaltet ist zur Bewegung der betreffenden Fingeranordnung relativ zu der Basisanordnung und zu der anderen Fingeranordnung parallel zu der Bauteilwandung aus der Position in Ausfluchtung mit einer Bauteilwandungsöffnung in mindestens näherungsweiser Ausfluchtung mit einer anderen Bauteilwandöffnung, wobei Steuereinrichtungen vorgesehen sind, um alternierend die Finger der ersten Fingeranordnung und der zweiten Fingeranordnung in Eingriff mit Bauteilwandungsöffnungen zu bringen und dazwischen die Antriebsanordnung zu betätigen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fingeranordnungen in Öffnungen (92) der als Lochplatten (62, 76) ausgebildeten Halterungen mit begrenztem axialen und radialen Spiel angeordnet, in diesem Bereich hohlzylindrisch ausgebildet und mit die Öffnungsränder übergreifenden Flanschen (93, 102) versehen sind und daß in den Bewegungsspalten zwischen Flanschen (93, 102) und Stirnflächen der Lochplatte (76) einerseits und zwischen Außendurchmesser der Fingeranordnungen und Innendurchmesser der Öffnungen (92) in halber Höhe der Lochplattenstärke andererseits das Bewegungsspiel überbrückende elastische O-Ringe (94) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Fingern (Ii oder 12) zugewandte Stirnseite des zugehörigen Betätigungszylinders (30) einen der Flansche (93) bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Flansche (93, 102) über elastische O-Ringe (95, 96) gegenüber der Lochplatte (62,76) abstützen.