DE2659461A1 - DEVICE FOR AUTOMATIC CHECKING AND SORTING OF NUCLEAR FUEL TABLETS - Google Patents

DEVICE FOR AUTOMATIC CHECKING AND SORTING OF NUCLEAR FUEL TABLETS

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DE2659461A1
DE2659461A1 DE19762659461 DE2659461A DE2659461A1 DE 2659461 A1 DE2659461 A1 DE 2659461A1 DE 19762659461 DE19762659461 DE 19762659461 DE 2659461 A DE2659461 A DE 2659461A DE 2659461 A1 DE2659461 A1 DE 2659461A1
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tablet
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DE19762659461
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Dirk J Boomgaard
Herbert E Ferree
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CBS Corp
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Westinghouse Electric Corp
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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    • G21C17/00Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/06Devices or arrangements for monitoring or testing fuel or fuel elements outside the reactor core, e.g. for burn-up, for contamination
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07CPOSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

DIPL. ING. K. HOLZEKDIPL. ING. K. HOLZEK

PHIIiIPPINE-WEtSEB-STRASSK 14PHIIiIPPINE-WEtSEB-STRASSK 14

8900 AUGSBURG8900 AUGSBURG

TBLEFOK51β47δ TELEX 533 SOZ FS*«1 d TBLEFOK51β47δ TELEX 533 SOZ FS * « 1 d

w. 836f. 836

Augsburg, den 23. Dezember 1976Augsburg, December 23, 1976

Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Pennsylvania 15222,Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Pennsylvania 15222,

V.St,A,V.St, A,

Einrichtung zum automatischen Prüfen und Sortieren von KernbrennstofftablettenDevice for the automatic testing and sorting of nuclear fuel pellets

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Prüfen und Sortieren von Kernbrennstofftabletten, mit einer die Tabletten zuführenden Förderrinne und einemThe invention relates to a device for the automatic testing and sorting of nuclear fuel tablets, with a conveyor chute feeding the tablets and a

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die Tabletten geradlinig durch die Prüfeinrichtung hindurchbewegenden Vorschubmechanistnus, weiter mit einer optischen Sonde zur Prüfung der Tabletten auf Oberflächenfehler, welche eine Lichtquelle, die einen Lichtstrahl auf die, die Prüfeinrichtung durchlaufenden Tabletten richtet, und eine das von der Tablette reflektierte Licht empfangende Aufnahmeeinrichtung sowie einen Umsetzer zur Umsetzung des empfangenen Lichts in ein elektrisches Signal aufweist, ferner mit einer elektrischen Schaltung, die feststellt, ob das elektrische Signal einen Oberflächenfehler anzeigt oder ob es oberhalb eines vorgebbaren Bezugswertes liegt, der einer einwandfreien Tablettenoberfläche entspricht, und mit einer durch das Ausgangssignal der Schaltung gesteuerten Vorrichtung zum Aussortieren nicht einwandfreier Tabletten«move the tablets in a straight line through the testing device Feed mechanism, further with an optical probe to check the tablets for surface defects, which is a light source that traverses a light beam onto the testing device Tablets aligns, and a receiving device that receives the light reflected from the tablet as well a converter for converting the received light into an electrical signal, further comprising an electrical one Circuit that determines whether the electrical signal indicates a surface defect or whether it is above a predeterminable reference value, which corresponds to a perfect tablet surface, and with one controlled by the output signal of the circuit Device for sorting out defective tablets «

.Zur Erzeugung der Wärmeenergie in einem Kernreaktor dienen mit Uran angereicherte Brennstofftabletten, die jeweils eine Lange von etwa 1,5 cm und einen Durchmesser von 1 cm haben und in lange zylindrische Brennstabhüllen gefüllt sind, die sich im Reaktordruckbehälter befinden9 To generate the thermal energy in a nuclear reactor, fuel tablets enriched with uranium, each about 1.5 cm long and 1 cm in diameter, are filled in long cylindrical fuel rod casings that are located in the reactor pressure vessel 9

Während der herstellung unterliegen diese Brennstofftabletten Preß- und Sintervorgängen, so daß ein zerbrechlicher keramischer Tablettenkörper entsteht„ Danach wirdDuring production, these fuel tablets are subject to pressing and sintering processes, so that a more fragile ceramic tablet body is created “After that,

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,jede Tablette auf das genaue L'Urcnmessermail geschliffen, das geringfügig kleiner als der Innenuurciimesser der trennstabhüllrohre ist, so uafc sich einer se-ic ε aie Tabletten leicht in uie I-Iüllrohrt; einfüllen lassen und andererseits ein bestnüglichtr vür-neüber^ang zv.-ischen den Tabletten und den r: ü 1 Ir ο hrwcU'dun gen stattfindet,, χα Verlauf der herstellung kennen an aeti labie'cten Cberflächenfehler in Forr.i von L-C-ehern una bissen entsteinen. Da aus Wirtschaftlichkeitsgründen iass&nfertijun^ aer i'abletten notuendi^ ist, vrei'den die rJabletteti außerueü üiit großer Geschwindigkeit durch die Fertigungseinrichtungen hindurchtransportiert, auch durch aie Schleifeinrichtung, weshalb infolge aer ^.erühruiujen sT.;iscncn acn einzelnen Tabletten und anderen, Abrieb verursaciienden :.ri:ften weitere Oberf lächeiif enler in Form von ^ us brücken in der zylindrischen Taclettenoterf li'che ent stehen a V.'enn die gesamte Fehlmenge an kerar.ischeia Tablettenaaterial, die durch Oberflächenfehler und Ausbri'cne in aer großen /'.nzahl von Tabletten beaingt sind, ein bestiaimtes ■■laß überschreiten, so v.drd die Reaktor leistung ungünstig beeinflußt, da Verzerrungen in der Leistungeverteilung auftreten können oaer die Reaktorausgangsleistung iuren Maximalwert nicht erreient„Each tablet is ground to the exact size of the knife, which is slightly smaller than the inside knife of the separating rod sleeve, so that a single tablet can easily be inserted into the sleeve; fill in and on the other hand a bestnüglichr vür-neüber ^ ang zv.-ischen the tablets and the r: ü 1 Ir ο hrwcU'dun gen takes place, χα process of the production know an aeti labie'cten C surface defects in the form of LC- stone una bit. Since for reasons of economy IASS & nfertijun ^ aer i'abletten notuendi ^, r v ei'den the r Jabletteti außerueü üiit high speed transported through the manufacturing equipment, by aie grinding device, which is why due aer ^ .erühruiujen s T;. Iscncn acn individual tablets and other, abrasion verursaciienden: .ri: ften more Oberf enler lächeiif ^ us in the form of bridge in the cylindrical Taclettenoterf li'che ent are the total shortage of kerar.ischeia Tablettenaaterial a V.'enn caused by surface defects and in Ausbri'cne The large number of tablets are due to exceed a certain number of tablets, so that the reactor output is adversely affected, since distortions in the output distribution can occur or the reactor output does not reach its maximum value "

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Jr"! sicherzustellen, daß die im Reaktor verwendeten L-rennstoff tabletten die rlons trukt ion sbedin.iun^en erfüllen, werden die Tabletten nach Leendi.'-jUn^ des ocnleifvor■>;:_.anr,s geprüft, bevor sie in die brennstabhüllronre eingefüllt werden,, Die Prüfung umfaßt eine Sichtprüfung der in parallelen Leihen liegenden Tabletten und den Vergleich mit einem Tablett erinorrna I0 Da die optimale Reaktorleistung auch davon abhandle ist, daß brennstofftabletten ν er v/endet werden, deren Gewicht und Forin genau stiiiuaen, ist das Prüf personal oftmals allzu vorsichtig una sortiert Tabletten aus, die an sich für die Verwendung im Reaktor völlig einwandfrei sindo Diese Praxis führt natürlich zu hohen Herstellungskosten, da die aussortierten Tabletten zunächst wieder zu Pulver zerkleinert werden müssen, bevor das Material viieder zur Tablettenherstellung verwendet werden kann.To ensure that the L-fuel tablets used in the reactor meet the rlons trukt ion sbedin.iun ^ en, the tablets are checked according to Leendi .'- jUn ^ des ocnleifvor ■> ;: _. An r, s before they are poured into the fuel rod cover, the test includes a visual inspection of the tablets lying in parallel lending and the comparison with a tablet erinorrna I 0 Since the optimal reactor performance is also based on the fact that fuel tablets ν er v / ends, their weight and Forin stiiiuaen exactly, the testing personnel is often all too careful and una sorted tablets, which are in themselves completely perfect for use in the reactor o This practice naturally leads to high production costs, since the sorted tablets first have to be crushed to powder again before the material can be used vi can be used again for tablet production.

;is sind schon mechanische und pneumatische sowie Laserstrahl- und andere elektroniscne Einrichtungen vorgeschlagen worden, um die Tabletten auf Oberflächenfehler untersuchen zu können, die eine gewisse vorgegebene Toleranz übersteigen.; is already mechanical and pneumatic as well Laser beam and other electronic devices have been proposed to scan the tablets for surface imperfections to be able to examine which exceed a certain predetermined tolerance.

Bei einem pneumatischen System ist eine Anzahl von L-uftdüsen auf die jeweils zu untersuchende Tablette ge-In a pneumatic system, a number of air nozzles are placed on the tablet to be examined.

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richtet und die Druckrückwirkung wird zur Feststellung von Oberflächenfehlern verwendet, wobei die Tablette entweder feststeht oder sich bewegt* Der Li'achteil dieser Methode liegt darin, daß sie im Hinblick auf die große Anzahl der innerhalb einer gewissen Zeitspanne zu prüfenden Tabletten zu langsam ist. Eine Anordnung mehrerer pneumatischer '-IeBsteilen erfordert jedoch, daß der TablettenfIuR- auf die verschiedenen Meßstellen aufgeteilt wird, was wiederum eine genaue Steuerung der Luftdrücke und der mechanisch arbeitenden Teile des Systems erforderlich macht.aligned and the pressure feedback is used for the detection of surface defects, wherein the tablet either fixed or moving * The Li'achteil of this method is that it is slow in view of the large number within a certain time period to be tested tablets. An arrangement of several pneumatic elements, however, requires that the tablet flow is divided between the various measuring points, which in turn requires precise control of the air pressures and the mechanically operating parts of the system.

Mechanische Meß- oder Oberflächenprüfeinrichtungen wie beispielsweise Meßuhren, Profilmeßgeräte und elektronische Meßlehren mit linear veränderlichen Differentialwandlern oder ähnlichen Komponenten benötigen mechanischen Kontakt mit den Brennstofftabletten, was langwierige riessungen und geringe Meßleistungen bedingt, da jede einzelne Brennstofftablette mechanisch von der Meßeinrichtung abgetastet werden muß. Bei dieser Art von Meßeinrichtungen sind zahlreiche Meßstellen erforderlich, damit eine annehmbare Produktionsleistung bewältigt werden kann, was komplizierte Konstruktionen und eine fragwürdige Zuverlässigkeit nach sich zieht,,Mechanical measuring or surface testing devices such as dial gauges, profile measuring devices and electronic measuring gauges with linearly variable differential converters or similar components require mechanical contact with the fuel pellets, which results in lengthy streams and low measuring performance, since each individual fuel pellet has to be scanned mechanically by the measuring device. In this type of measuring several measuring points are required for an acceptable production output can be managed, what truktionen complicated Cons and questionable reliability entails ,,

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Bei Laser- und anderen elektronischen Meßsystemen findet eine einzige Laserstrahleinrichtung Anwendung, um die Tablettenoberfläche auf Fehler zu untersuchen, indem das von der Tablettenoberfläche reflektierte Licht aus zwei verschiedenen Richtungen abgetastet und in analoge Ausgangssignale umgesetzt wird« Eine Meßwandlerschaltung ermöglicht dann die direkte Anzeige der Pehlergrößeno Eine Laserstrahleinrichtung arbeitet schnell und genau, jedoch ist es notwendig, zur Erfassung der gesamten Tablettenoberfläche eine umfangreiche und komplizierte Abtasteinrichtung zu verwenden, .da der Kinkel, unter welchem der Abtaststrahl auf die Tablette auftrifft, sich ständig ändert«In laser and other electronic measurement systems is a single laser beam device application in order to investigate the tablet surface for errors by which is sampled from the tablet surface reflected light from two different directions and is converted into analog output signals "A transducer circuit direct display then allows the Pehlergrößen o A laser beam device works quickly and precisely, but it is necessary to use an extensive and complicated scanning device to cover the entire tablet surface, since the angle at which the scanning beam hits the tablet is constantly changing «

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nach dem Prinzip der optischen Oberflächenabtastung arbeitende Tablettenprüfeinrichtung zur Messung von Oberflächenfehlern so uszubilden, daß sie einfach, zuverlässig und schnell arbeitet und die nicht der festgelegten Qualitätsnorm entsprechenden Tabletten automatisch aussortiert» The invention is based on the object of a working according to the principle of optical surface scanning Tablet testing device for measuring surface defects in such a way that they are simple, reliable and works quickly and automatically rejects the tablets that do not meet the specified quality standard »

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Einrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch ge-To solve this problem, a device of the type mentioned according to the invention is thereby

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kennzeichnet, oaf. die ortische .Sonde und iLrt /'.ufnal^ieeinrichtung einstellbar, jedoch fest an l'atlettenvorschubv/e.j an.3e0rc.net sind uria da?; der "Vorschubiiiechanisnus eine Vorrichtung; zum drehen der Tabletten. v.rä/;rena αεε Vorbeilaufs an der or tische;! >-onae aufweist,,indicates, oaf. the ortische .probe and iLrt /'.ufnal^ieeinrichtung adjustable, but fixed to the l'atlettenvorschubv / ej an.3e0rc.net are uria there ?; the "feeding device; for rotating the tablets. v. r ä /; rena αεε passing the local table;

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend nit Lezug auf die anliegenden Zeichnungen beschriebene In den Zeichnungen zeilen:An embodiment of the invention is described below with reference to the attached drawings In the drawings lines:

1 eine scneriatische Darstellung einer automatischen lablettenprüf- und Lortiereinrichtun^
nach der Erfindung,
1 is a scientific representation of an automatic tablet testing and sorting device
according to the invention,

2 eine Ansicht der Tablettenprüf- und Sortiereinrichtung,2 a view of the tablet testing and sorting device,

3 eine Seitenansicht der in Fi^0 3 is a side view of the in Fi ^ 0

i^ten Einrichtung,i ^ th establishment,

Fi^0 ^ eine Draufsicht auf die inFi ^ 0 ^ a plan view of the in

Fig, 2 gezeigte Einrichtung,Fig, 2 device shown,

Figo 5 eine Einzelheiten zeigende AnFig. 5 is a view showing details

sicht des Vorschubmechanismusview of the feed mechanism

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der Prüf- und Sortiereinrichtung,the testing and sorting facility,

eine Seitenansicht des in Fig„ 5 i^ten Vorschubmechanismus,a side view of the in FIG i ^ th feed mechanism,

einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 5»a section along the line VII-VII in Fig. 5 »

die mikrometrisch einstellbare Halterung der optischen Sonde der Prüf- und Sortiereinrichtung,the micrometrically adjustable holder of the optical probe the testing and sorting facility,

eine Ansicht der Aussortiervorrichtung der Prüf- und Sortiereinrichtung, a view of the sorting device of the testing and sorting device,

IC eine Seitenansicht der in Fig, 9IC is a side view of the FIG

gezeigten Vorrichtung, unddevice shown, and

eine Fehler-Zeit-Integrations- undan error-time integration and

Sortierschaltung zur Speicherung von Oberflächenfehler darstellenden Informationen und mit einer Zeitverzögerung zur Aussortierung nicht einwandfreier Tabletten.Sorting circuit for storing surface defects representing Information and with a time delay for sorting out not flawless tablets.

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Während der Herstellung werden die grünen, angereichertes Uran enthaltenden Brennstofftabletten einer PrePi- und Sinterphase unterzogen, wobei gelegentlich Tabletten entstehen, deren Durchmesser außernalb aes zulässigen Toleranzbereiches liegt,, Damit Tabletten mit gleichmäßigem Durchmesser produziert werden, durchlaufen alle Tabletten eine Schleifeinrichtung, in welcher übergroße Tabletten auf die zulässige Größe abgeschliffen werden, während die innerhalb der zulässigen Toleranzen liegenden Tabletten von den Schleifscheiben unberührt durch die Schleifeinrichtung hindurchpassierenQ During production, the green, enriched uranium-containing fuel tablets are subjected to a prepi and sintering phase, which occasionally results in tablets with a diameter outside the permissible tolerance range, so that tablets with a uniform diameter are produced, all tablets go through a grinding device in which oversized tablets are ground to the permissible size, while the tablets lying within the permissible tolerances pass through the grinding device without being affected by the grinding wheels Q

Die Brennstofftabletten werden dann nacheinander zwichen zwei sich drehende Walzen 20 und 22 (Pig, I) geschoben und geradlinig entlang des Walzenpaares weiterbewegt, wobei jede Tablette mittels einer abstandmessenden optischen Sonde 24 auf Löcher, Risse, Ausbrüche und andere Oberflächenfehler abgetastet wird, welche die Menge des Tablettenmaterials verringern«,The fuel tablets are then one at a time pushed between two rotating rollers 20 and 22 (Pig, I) and moved in a straight line along the roller pair, each tablet for holes, cracks, breakouts by means of a distance-measuring optical probe 24 and other surface defects are scanned, which reduce the amount of tablet material «,

E-ine Stromvers orgung s- und Meß wandler schaltung 2b v/andelt das von der optischen Sonde wieder empfangene Licht in elektrische Analogausgangssignale um, die einer Pehler-Zeit-Integrations- und Tablettensortierschaltung 28 zugeführt werden,, Sin faseroptischer Tast-E-ine power supply and transducer circuit 2b modifies what is received again by the optical probe Light into electrical analog output signals that a Pehler-Zeit-Integration- and tablet sorting circuit 28 are supplied, Sin fiber optic tactile

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kopf 30 und. ein Photozellen-Abtastschalter 32 tasten die Position jeder Tablette auf den Walzen 20 und 22 ab und steuern die Integrations- und Sortierschaltung 28O Wie nachstehend noch mehr im einzelnen beschrieben, dient diese Schaltung 28 dazu, festzustellen, ob eine unannehmbar große Materialmenge in der Tablettenoberfläche fehlt, und, falls dies der Fall ist, betätigt diese Schaltung einen Aussortierrnagneten, eier die betreffende Tablette nach dem Verlassen der umlaufenden Walzen 20 und 22 aussonderte Die innerhalb der zulässigen Toleranzen liegenden Tabletten werden zu einer Füllstation 36 weiterbewegt, wo sie in Brennstabhüllrohre eingefüllt werden.head 30 and. a photocell sampling switch 32 keys the position of each tablet on the rollers 20 and 22, and control the integration and sorting circuit 28 O As will still be described in more detail, this circuit 28 serves to determine whether an unacceptably large amount of material in the tablet surface absent, and, if this is the case, this circuit actuates a sorting magnet, eier separated the tablet in question after leaving the rotating rollers 20 and 22. The tablets lying within the permissible tolerances are moved on to a filling station 36, where they are filled into fuel rod cladding tubes .

Die Fig0 2, 3 und 4 zeigen die Tablettenprüf- und Sortiereinrichtung mehr im einzelnen,. Diese Einrichtung weist ein Gestell 36 auf, das eine auf einem Vibrator montierte, V-förmige Tablettenzuführrinne 38 trägt, Sin Haltewinkel 42 und Gummipuffer 44 halten den Vibrator 40 und die Tablettenzuführrinne 38 unter einem Winkel mit Bezug auf die Horizontale geneigt. Der Vibrator 40 dient dazu, die Brennstofftabletten von der Schleifeinrichtung aus über die Zuführrinne zur Prüfzone hin zu fördern, wo sie geprüft werden,, Der Vibrator 40 kann die Zuführrinne 38 mit einer der Netzfrequenz ent-Figures 0, 2, 3 and 4 show the tablet testing and sorting device in more detail. This device comprises a frame 36 which carries a V-shaped tablet feed chute 38 mounted on a vibrator, a bracket 42 and rubber buffers 44 keep the vibrator 40 and the tablet feed chute 38 inclined at an angle with respect to the horizontal. The vibrator 40 is used to convey the fuel pellets from the grinding device via the feed chute to the test zone, where they are tested.

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sprechenden Schv/ingungsfrecmenz in r,cnwin.';uii._;en versetzen,, lrä"u ist aer Vibrator 40 at er einen -vii trieur, er 45, eine Anzahl flexibler Flatten 46 und einen i.altev/intcei 46, der mittels ^chrauben 50 am Loden aer iiufUnrrinne 3b angeschraubt ist, mit der Zufuhrrinne verbunaen, Damit aus den Tabletten ausgebrocriene Tablettenteilchen von der Zufuhrrinne entfernt vrerden, bevor ede Kadetten die v.alzen 20 und 22 erreichen, ist i;ü boden der Zufünrrinne ~jo eine Öffnung vorgesehen, die kleiner als eine normale Tablette ist0 Tablettenbruchstückchen fallen durch diese öffnung hindurch auf eine Rutsche 52, über welche sie in einen Sammelbehälter gelangenspeaking vibration frequency in r, cnwin. '; uii ._; en "lrä" u is the vibrator 40 at he a - v ii trieur, he 45, a number of flexible flatteners 46 and an i.altev / intcei 46 which is screwed to the loden at the bottom of the channel 3b by means of screws 50, connected to the feed channel, so that tablet particles that have broken out of the tablets are removed from the feed channel before each cadet reaches the rollers 20 and 22, is at the bottom of the feed channel ~ jo an opening is provided which is smaller than a normal tablet 0 tablet fragments fall through this opening onto a chute 52, via which they reach a collecting container

Von der Zuführrinne 3ß gelangen die Tabletten zur eigentlichen Prüfeinrichtung 54, wo sie auf Oberflächenfehler untersucht und sodann entsprechend sortiert werden, Wie in den Pig«, 2 bis 7 gezeigt ist, weist die Prüfeinrichtung zwei mit gegenseitige!.*" Abstand angeordnete, U-fcrrnige Stützen 5c und 58 uf, die am Gestell 36 montiert sindo An den Stützen 56 und 58 sind Platten öü und 62 angeschraubt, die jeweils eine etwa dreieckige öffnung 64 aufweisen. Zwei Walzen 66 und 68 sind jeweils mit ihren beiden Enden in, in den Platten 60 und 62 angeordneten Lagern gelagert und weisen einen nur so großen Abstand zwischen sich auf, daß sie die Brenn-From the feed channel 3ß the tablets reach actual testing device 54, where they are examined for surface defects and then sorted accordingly, As shown in Figures 2 to 7, the test device has two spaced apart!. * " U-shaped supports 5c and 58uf mounted on frame 36 sindo On the supports 56 and 58 there are plates öü and 62, each of which has an approximately triangular opening 64. Two rollers 66 and 68 are each with their two ends in, in the plates 60 and 62 arranged bearings and have one only great distance between them so that they

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stoff tabletten tragen, während sie geradlinig, doho in den Fir;ο 2 und 5 von links nach rechts durch die Prüfeinrichtung hindurchbewegt weraene Die beiden Walzen und 63 v/erden von einem Synchronmotor 70 angetrieben, der mit einem Getriebe 62 mit zwei Äbtriebswellen 74 -Seku!.pelt ist, weich letztere mit je*\reils einer Walze verbunden sind. Beide Walzen 66 und 68 drehen sich also i:>it gleicher drehzahl und ira gleichen Drehsinn«, Da der '<\o tor und aus Je triebe zweckmäßigerweise unter der Zafünrrihrie 3'-1 an-jeoranet vierden, sind die beiden Abtriei;ri :;;lle:i 7'+ ,j-^vrils 'Aber Universalgelenke 45 mit dem l·■-■":- ""..■-'.■■■-■ wind α-ΐ:; '..El7.on verbunden,,wear material tablets, while a straight line, d o h o in the Fir; ο 2 and 5 moved through the testing device from left to right weraen e The two rollers and 63 v / ground by a synchronous motor 70 is driven, with a gear 62 with two output shafts 74 -Secu! .pelt, soft the latter are connected to a roller each. Both rollers 66 and 68 thus rotate i:> it the same speed and ira same direction, "Since the '<\ o tor and from The gear expediently under the Zafünrrihrie 3'-1 to-jeoranet Vierden, the two Abtriei; r i: ;; lle: i 7 '+, j- ^ vrils' But universal joints 45 with the l · ■ - ■ ": -"".. ■ - '. ■■■ - ■ wind α-ΐ :;' ..El7.on connected ,,

'ei 7.ir'.-/e::-jua_, ;;o.i ."al-.ien mit einem Durchmesser von lso er:; uri..: elneni /,.",ivii-iahlenverhärtnis im Getriebe von 7J; \ 65 ureiien sich iio tabletten bei einem Durch-'-"lesser von etwa 1 er: -Tilt einer Drehzahl von II85 U/min, v/enn tiio Jrehzanl der .-iot or welle I8OO U/min beträgt „'ei 7.ir' .- / e :: - jua_; ; oi. "al-.ien with a diameter of l s o er :; uri ..: elneni /,.",ivii-iahlenverhärtnis in the gear of 7J; \ 65 ureiien iio to tablets with a through -'- "lesser of about 1 er: -Tilt a speed of II85 U / min, v / hen the tiio Jrehzanl. IOT or wave I8OO U / min"

die schwingende Zufährrinne 38 die Tabletten zur Prüfeinrichtung nin fördert, wird die vorderste Tablette unter einer Niederhaltefeder 75 hindurch auf zv.ai Tragpolster 76 in eine Stellung vorgeschoben, aus welcher heraus diese Tablette geradlinig entlang der beiden Walzen 66 und 68 weiterbewegt werden kann»the vibrating feed channel 38 conveys the tablets to the testing device nin, the foremost tablet is pushed under a hold-down spring 75 on to support pad 76 into a position from which this tablet can be moved in a straight line along the two rollers 66 and 68 »

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Die Miederhaltefeder soll ein Springen der Tablette beim übergang von der Zuführrinne 38 auf die umlaufenden Walzen verhindern„The corset holding spring is intended to cause the tablet to jump during the transition from the feed channel 38 to the circumferential one Prevent rolling "

Wie in den Figo 2 bis 7 gezeigt ist, weist der die Tabletten längs der beiden Walzen vorwärts bewegende Vor s chubrae chanismus einen an dp η beiden U-förmigen, nach oben ragenden Stützen 56 und 58 befestigten Kettentrieb aufo Jede der Stützen 56 und 58 trägt eine Welle 78 (Pig, 5 bis 7), die durch Kalteringe 80 axial fixiert sind« Auf jeder 'welle 78 ist ein Kettenrad 82 angeordnet, das nach außen ragende Zähne 83 aufweist, die mit einer endlosen Rollenkette 84 zusammenwirken, die aus einer Reihe von mit einander verbundenen Gelenken besteht» Zum Antrieb der Rollenkette auf den Kettenrädern 82 dient ein in Figo 3 gezeigter Synchronmotor 86, der auf einer Seite des Vorschubmechanismus angeordnet ist una dessen Abtriebswelle über eine Rutschkupplung 88, Sl, auf einen Ansatz 90 einer Welle 78 wirkte Dadurch wird die Rollenkette mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt«As shown in FIGS. 2 to 7, the feed mechanism moving the tablets forwards along the two rollers has a chain drive attached to both U-shaped, upwardly projecting supports 56 and 58. Each of the supports 56 and 58 carries a shaft 78 (Pig, 5 to 7) which are axially fixed by cold rings 80. On each 'shaft 78 there is a sprocket 82 which has outwardly protruding teeth 83 which cooperate with an endless roller chain 84 which is formed from a row from there to the interconnected joints "to drive the roller chain on the sprockets 82 serves a state shown in Figo 3 synchronous motor 86 which is disposed on one side of the feed mechanism una the output shaft via a slip clutch 88, Sl, a projection 90 of a shaft 78 acted This moves the roller chain at a constant speed «

Um die Tabletten mit gleichförmiger Vorschubgeschwindigkeit durch die Prüfzone hindurchzubewegen, ist die Rollenkette 84 mit einer Anzahl von nach außen abstehenden nitnehmern 92 versehen, die mittels einer Rutschver-Around the tablets at a constant feed rate To move through the test zone, roller chain 84 is a number of outwardly protruding drivers 92 provided, which by means of a slip

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bindung 94 an der Kette befestigt sindo Während sich die Kette über das vordere Kettenrad 82 bewegt, beschreiben die Mitnehmer 92 einen entsprechenden Lo^en um das Kettenrad herum, bevor sie sich geradlinig entlang der beiden umlaufenden Walzen 20 und 22 in dem Abschnitt zwischen den beiden Kettenrädern veiterbewegerio Am oberen Ende dieses üogens erfaßt eine WoIframcarbidkugel 96, die am Ende des nach oben zwischen den beiden Walzen nindurchragenden Mitnehmers angeschweißt ist, die hintere Stirnfläche einer Tablette in ihrer Drehachse und schiebt diese Tablette mit der Bewegungsgeschwindigkeit der Kette entsprechender Vorschubgeschwindigkeit längs der Walzen weiter,, Die sich bewegende Kette schiebt also über den Mitnehmer 92 die Tablette durch die Prüfzone hindurch, wo sie auf Oberflächenfehler geprüft wirdo PaIs sich eine Tablette aus irgendeinem Grund im Vorschubmechanismus verklemmen sollte, so legt sich der Mitnehmer aufgrund der Rutschverbindung 94 in eine horizontale Lage zurück, so daß die Kraft herabgesetzt wird, die sonst durch eine im Vorschubmechanismus verklemmte Tablette auf die Teile dieses Mechanismus ausgeübt wirdo binding 94 are attached to the chain o While the chain moves over the front sprocket 82, the drivers 92 describe a corresponding loop around the sprocket, before they move in a straight line along the two revolving rollers 20 and 22 in the section between the two chain wheels veiterbewegerio At the upper end of this curve, a WoIframcarbidkugel 96, which is welded at the end of the upward between the two rollers protruding driver, the rear end face of a tablet in its axis of rotation and pushes this tablet at the speed of movement of the chain corresponding to the feed speed along the rollers Next ,, the moving chain thus pushes via the driver 92, the tablet through the inspection zone through, where it is checked for surface defects o país should become jammed a tablet for any reason in the feed mechanism, so the driver puts due to the slip coupling 94 in a horizontal position for ück, so that the force is reduced which is otherwise exerted on the parts of this mechanism by a tablet jammed in the feed mechanism, etc.

Um die Größe von Oberflächenfehlern und Durchmesser abweichungen bei jeder Brennstofftablette automatischThe size of surface flaws and diameter deviations for each fuel pellet automatically

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und schnell messen zu können, ist eine sorgfältige Koordinierung der mechanischen una optisch-elektronischen Komponenten äer Einricntung notwendig, Ui.a sicherzustellen, daß die verlangten Funktionen innernaIb der Fähigkeiten jeder Komponente bleiben,, V.'ie üben erläutert, dienen die mechanischen Komponenten aur Zuführung der brennstofftabletten auf die umlaufenden h'alzen, Vielehe die Tabletten mit bestimmter Drehzahl in Drehung versetzen. Um jede Tablette längs aer walzen und durch die Zone hindurchzubewegen, in v/elcher die Tablette optisch nach Gberflächenfehlern abgetastet Y/ird, sind an den Mitnehmern kleine V.olframcarbidKUgeln angebracht, die jeweils eine Tablette vorscnieben und dabei nur eine geringstiiKgliche beeinflussung uer Ta,blettendrehbewegung während des Durchlaufs durch die Abtastzone bewirken,,and being able to measure quickly is a careful one Coordination of the mechanical and optical-electronic components of the equipment necessary to ensure, among other things, that the required functions are within the Skills of each component remain, V.'you practice explained The mechanical components are used to feed the fuel tablets onto the rotating ones h'alzen, polygamy the tablets at a certain speed in Offset rotation. In order to roll each tablet lengthways and through the zone, in v / elcher die Tablet optically scanned for surface defects Y / ird, there are small tungsten carbide balls on the drivers attached, one tablet at a time and there is only a slight influence on the outside world Ta, twisting motion of the tablet while passing through the Effect scan zone ,,

Die Abtastung der Tabletten nach Fehlern erfolgt mit Hilfe einer kommerziell verfügbaren abstaridmessenden optischen Sonde 24 und einer dieser zugeordneten Stromversorgungs- und Meßwandlerschaltung 2G0 iine solche optische Sonde ist in der US-PS 3 788 7^1 beschrieben«The tablets are scanned for defects with the aid of a commercially available distance measuring optical probe 24 and a power supply and transducer circuit 2G 0 associated therewith. Such an optical probe is described in US Pat. No. 3,788,711.

Diese optische Sonde 24 weist einen faseroptischen Kopf mit einem Linsensystem auf, der sowohl zur Projek-This optical probe 24 has a fiber optic Head with a lens system that can be used both for project

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tion eines Lichtstrahls auf die '.Jablettonoberflache al;; auch zum -ümpfa:]^ des von α er Tablettenoberfläche reflektierten Lichts dient«, Das reflektierte Licht wird in der Monde 2k in elektrische Signale umgesetzt und die ^chaltun^ 25 eraeu^t ein Analo^-Ausgan^ssi^nal, welches der LoriikuCiialtunysanorunun^ der Fehler-Zeit-Integrations- und oortierschaltung 2 0 zugeführt wird. Diese Schaltung unterscheidet zwisctien annehmbaren und nicht einwandfreien 'brennstoff tabletten und steuert einen Aussortierma,:;neten, der die nicht annehmbaren Tabletten aussortiert.tion of a light beam on the '. Tablet surface al ;; also for the -ümpfa:] ^ of the light reflected from the tablet surface serves ", The reflected light is converted into electrical signals in the moon 2k and the ^ switching ^ 25 produces an analogue ^ output, which the LoriikuCiialtunysanorunun ^ the error-time integration and positioning circuit 2 0 is supplied. This circuit differentiates between acceptable and unacceptable fuel tablets and controls a sorting machine, which sorts out the unacceptable tablets.

Die optische Sonde 2k ist oberhalb der Ivalzen 20 und 22 an eniner halterung 108 so angeordnet, daiä sie einen Lichtstrahl auf die jeweils durch einen Mitnehmer 92 längs der walzen 20 und 22 transportierte umlaufende Tablette richtete Der Sonaenkopf weist einen iiennabstand von etwa la2^ cm von der Tablettenoberfläche auf« Um eine Anpassung an unterschiedliche Tablettendurchrnesser zu ermöglichen, ist der Sondenkopf einstellbar auf einem Mikrometerschlitten 109 (Figo 8) montierte Zur Einstellung dient eine Handkurbel 110,The optical probe 2k is arranged above the rollers 20 and 22 on a bracket 108 in such a way that it directs a beam of light onto the rotating tablet transported by a driver 92 along the rollers 20 and 22. The sonar head has an iienn distance of about 1 a 2 ^ cm from the tablet surface to «To enable adaptation to different tablet diameters, the probe head can be adjusted on a micrometer slide 109 (Fig. 8). A hand crank 110 is used for adjustment.

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Es hat sich gezeigt, daß Fehler in der Tablettenoberfläche mit einer Tiefe von weniger als 0o063 nun unwesentlich sind, da die Fehlmenge des Tablettenmaterials bei einer solchen Ausbruchtiefe keinen wesentlichen Einfluß auf die Reaktorleistung hat0 Zur Feststellung von Ausbruch- oder Fehlertiefen von mehr als 0,063 min ist der Sondenkopf mittels des Mikrometerschlittens auf einen Positionswert von + 0,14 mm mit Bezug auf eine fehlerlose Tablettenoberfläche eingestellt, wodurch sich eine Ablesung ergibt, die normalerweise um 0,063 mm über dem Fehlernachweisniveau von 0,075 mm liegt, das in der Fehler-Zeit-Integrations- und Sortierschaltung 28 elektronisch festgelegt isto It has been shown that errors in the tablet surface with a depth of less than 0 o 063 now are insignificant because the shortage of the tablet material has no substantial influence on the reactor power in such an outbreak depth of 0 to the detection of break-out or error depths of more than 0.063 min, the probe head is set to a position value of + 0.14 mm with reference to a flawless tablet surface by means of the micrometer slide, which results in a reading that is normally 0.063 mm above the error detection level of 0.075 mm, which in the error time -Integration and sorting circuit 28 is set electronically o

Es ist klar, daß die optische Sonde die Abtastung der Tablettenoberfläche erst dann beginnen darf, wenn die Vorderkante der betreffenden Tablette in den Eereich des vom Sondenkopf ausgehenden Lichtstrahls kommt„ Da die Sonde und die ihr zugeordnete Schaltung nicht zwischen einer Tablette und einer anderen reflektierenden Fläche unterscheiden kann, ist es notwendig, daß die der Sonde zugeordnete Schaltung 28 nur dann fehleranzeigende Signale empfangen kann, wenn sich tatsächlich eine Tablette unter dem Sondenkopf hindurchbewegt„ Um die Schaltung während der jeweils richtigen Zeitspanne inIt is clear that the optical probe must only start scanning the tablet surface when the front edge of the tablet in question comes into the area of the light beam emanating from the probe head, “Da the probe and its associated circuitry are not reflective between one tablet and another Can differentiate area, it is necessary that the circuit 28 assigned to the probe only then error-indicating Can receive signals when a tablet actually moves under the probe head Switching during the correct time in each case

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Tätigkeit zu setzen, können zahlreiche verschiedene Anordnungen bzw„ Verfahren angewandt werdeno Bei üem hier gewählten Ausführungsbeispiel ist ein faseroptischer Tastkopf JO mit einer Linse und ein Photozellen-Abtastschalter 32 mit einer Photozelle und einem Verstärker vorgesehen, um von einem Reflektor 104 reflektiertes Licht in ein verstärktes Signal umzusetzen, das der in Figo 11 im einzelnen gezeigten Integrationsund Sortier schaltung zugeführt wird«.To set activity, numerous different arrangements or methods can be used o In the embodiment chosen here, a fiber optic probe head JO with a lens and a photocell scanning switch 32 with a photocell and an amplifier are provided to light reflected from a reflector 104 in a to convert the amplified signal which is fed to the integration and sorting circuit shown in detail in FIG.

Nachstehend wird insbesondere auf die Figo 2 bis 4 und 11 Bezug genommen. Der faseroptische Tastkopf 30 ist an einem an der Platte. 62 befestigten Halter 100 montiert und derart orientiert, daß er über lichtdurchlässige Fasern einen Lichtstrahl unmittelbar auf die Tablettenoberfläche richtet und von der Tablettenoberfläche reflektiertes Licht über dieses aufnehmende Fasern wieder zurückleiteto Der faseroptische Tastkopf und die ihm zugeordnete Photozelle sind so ausgelegt,-daß sie die optische Sonde 24 bei einer Verringerung der zur Photozelle zurückgeleiteten Lichtmenge und folglich der Photozellenausgangsspannung in Tätigkeit setzen« Demgemäß ist der Reflektor 104 unmittelbar gegenüber dem faseroptischen Tastkopf angeordnet, so daß vom ReflektorReference is made in particular to FIGS. 2 to 4 and 11 below. The fiber optic probe head 30 is on one on the platen. 62 mounted holder mounted 100 and so oriented that it is directed via light transmitting fibers a light beam directly on the tablet surface and of the tablet surface reflected light on this receiving fibers back passes o The fiber optic probe and its associated photocell are designed so they -that the Activate optical probe 24 in the event of a reduction in the amount of light returned to the photocell and consequently in the photocell output voltage

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sum Tastkopf surückjei-.-orfenes Licht eine verhältnismäßig hohe Photozellenausgarigsspanr.ung erzeugte wenn eine sich vorwärts bewegende Tablette den sun; Tastkopf eurücV.jev:orfenen Lichtstrahl unterbricht, 1:0 cevrirkt der ütarke Abfall α er ~"hetoaellen;iusr;ari;/Fi:i anr;un,_; cu..y Ansprechen eine? i-lelais, das die "eriler-iJeit-Inte^.riLCi&nt.-schaltunr in !'"ti-jk^it setzt, wie nachrtfcoenu i.oca anh&r.d eier ?ira 11 rnerir in. einzelnen beseinrieben v;ird.On the probe head, the back light generated a relatively high photocell voltage when a tablet moving forward was exposed to the sun; Probe eurücV.jev: orfenen light beam interrupts, 1: 0 causes the strong waste α er ~ "hetoaellen;iusr;ari; / Fi: i anr; un, _; cu..y address a? I-lelais, which the" eriler-iJeit-Inte ^ .riLCi & nt.-schaltunr in! '"ti-jk ^ it sets how nachrtfcoenu i.oca anh & r.d eier ? ir a 11 rnerir in. individual descried v; ird.

ie optische üonde 24 v;eist ebenfallo ^inen fay eroptischen c-ondenkopf auf, der vorzu;isvreiae sv/ei Orurpen von lichtleitenden Fasern aufweist, von denen eine Gruppe zur Lieh ta us sendun^ und eine Gruppe zu:.; Licnteiiipfun^ dient ο uie optische Sonde arbeitet aiit iiiife der Li entinenge, die von auf die Oberfläche der jeweils geprüften Brennstofftablette projizierten, außerhalb des Brennpunkts liegenden Lildern reflektiert varcu Das gesamte auf die TablettenoberfItehe projizierte Abtastbild v/eist eine Breite von etwa 0,75 mni auf. Gemäß der bereits erwähnten US-PS 3 788 7*}1 findet ein Linsensystem Anwendung, um Lichtbilder auf die Brennstofftablette zu projizieren, und die Bildgröße, die Eildform und die Lichtintensität werden zwecks Optimierung der Linearität, aes Meßbereiches und der Empfindlichkeit entsprechend festgesetzte Wenn sich die Lichtbilder auf der Tabletteiiober-ie optical üonde 24 v; eist on ebenfallo ^ inen fay eroptischen c-ondenkopf, the vorzu; isv r eiae sv / Ei having Orurpen of light-conducting fibers, of which a group to Lieh ta us consignments ^ and one group of:.; Licnteiiipfun ^ serves ο uie optical probe works aiit iiiife the li entinenge, which reflects from images projected on the surface of the respective tested fuel tablet and lying out of focus varcu The entire scan image projected onto the tablet surface is a width of about 0.75 mm on. According to the aforementioned US Pat. No. 3,788,711, a lens system is used to project light images onto the fuel pellet, and the image size, shape and light intensity are appropriately set to optimize linearity, measuring range and sensitivity the photos on the tablet

BAD 709827/0976BATH 709827/0976

fläche in der Brennebene befinden, erhält die Schaltuns 2 b keine oder nur eine sehr kleine Ausgangsspannun^o Wenn sich die Brennstofftablette relativ zur Sonde bewegt und das ausgesandte Licht auf einen Ausbruch oder einen anderen Oberflächenfehler auftrifft, so weist das zu den Lichtaufnahmefasern reflektierte Licht unterschiedliche Intensitäten auf, die in der Schaltung 26 entsprechend in unterschiedliche Spannungspegel umgesetzt werden0 Die Ausgangsspannung ist ein Analogsignal, das den Abstand zwischen dein Sondenkopf und der Tablettenoberfläche darstellteIf the fuel pellet moves relative to the probe and the emitted light hits an eruption or another surface defect, the light reflected to the light-receiving fibers has different levels of light intensities that are implemented in the circuit 26 corresponding to different voltage levels 0, the output voltage is an analog signal, which represented the distance between your probe head and the tablet surface

Der Synchronmotor 70 treibt die beiden Walzen 20 und 22 mit konstanter Drehzahl an und die Rollenkette wird ebenfalls mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Wenn ein Mitnehmer 92 eine sich schnell drehende Tablette zum Abtastbereich des faseroptischen Abtastkopfes 30 hin bewegt, so wird zunächst noch Licht vom Reflektor 104 reflektiert» Die Ausgangsspannung der Photozelle des Photozellen-Abtastschalters 32 wird gemäß Pig« 11 einem Vergleicher 116 zugeführt» Dort wird diese Spannung mit einer von einem Spannungsteiler erzeugten Bezugsspannung verglichene Ist die Photozellen-Ausgangsspannung größer als die Vergleichsspannung, soThe synchronous motor 70 drives the two rollers 20 and 22 at constant speed and the roller chain is also moved at constant speed. When a driver 92 moves a rapidly rotating tablet to the scan area of the fiber optic scan head 30 moves, light is first reflected by the reflector 104 »The output voltage of the The photocell of the photocell scanning switch 32 is fed to a comparator 116 according to Pig «11» this voltage is compared with a reference voltage generated by a voltage divider. It is the photocell output voltage greater than the equivalent voltage, so

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ist aas Potential am Vergleicherausgang und an Steuereingang eines elektronischen Schalters 116 hoch, so daß der Schalter leitend ist und einen Kondensator 120 mit blasse verbindet» Das hohe Potential hält den Schalter in leitendem Zustand, so daß die Ladespannung des Kondensators 120 ,-Juli bleibt.is aas potential at the comparator output and at the control input an electronic switch 116 high so that the switch is conductive and a capacitor 120 with pale connects »The high potential keeps the switch in the conductive state, so that the charging voltage of the capacitor 120 July stays.

Kenn der ,Ii tn ehrner 92 die betreffende Tablette unter den voii'i faseroptischen Abtastkopf 30 ausgenenden Lichtstrahl vorschiebt, so wird der vom Reflektor 104 reflektierte Lichtstrahl abgeschnitten, wodurch die Pbotozellenausgangsspannung abfällt und der Schalter in den nichtleitenden Zustand übergeht, wodurch der Kondensator 120 von Masse getrennt x^irdo Dadurch wird die in Figo 11 gezeigte Schaltung in die Lage versetzt, ein von der Schaltung 26 empfangenes Analogsignal zu verarbeiteno If the person in question 92 pushes the tablet in question under the light beam that is exhausted by the fiber-optic scanning head 30, the light beam reflected by the reflector 104 is cut off, as a result of which the Pbotocell output voltage drops and the switch goes into the non-conductive state, whereby the capacitor 120 of Ground separated x ^ ird o This enables the circuit shown in FIG. 11 to process an analog signal received by the circuit 26 o

Die genaue Position des faseroptischen Abtastkopfes 30 mit Bezug auf die optische Sonde 2H ist so gewählt, daß, wenn eine sich unter den faseroptischen Abtastkopf bewegende Tablette die den Schalter 11S in den nichtleitenden Zustand versetzende Spannungsverringerung verursacht, die Vorderkante des von der optischen Sonde erzeugten Lichtflecks sich vollständig auf der Tablettenoberfläche befindet, und zwar O3 37 mm einwärtsThe precise position of the fiber optic scanning head 30 with respect to the optical probe 2H is chosen so that when a tablet moving under the fiber optic scanning head causes the voltage reduction to render the switch 11S non-conductive, the leading edge of the light spot produced by the optical probe is completely on the tablet surface, O 3 37 mm inward

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von der Tablettenvorderkante0 Dadurch wird die nOglichkeit vermieden, daß der Fehler-Zeit-Integrator der Schaltung 28 übermäßig große Signale integriertQ Da die Brennstofftablette vom Mitnehmer 92 vorwärts bewegt wird, während sie sich gleichzeitig dreht, tastet die optische Sonde eine schraubenlinienförmige Spur init einer Breite von etwa 0,75 mra auf der Tablettenoberfläche ab, und solange keine Vertiefungen wie beispielsweise Ausbrüche oder andere Fehler in der Tablettenoberfläche vorhanden sind, ändert sich das zur optischen Sonde zurückgeworfene Licht nicht wesentlich, feenn jedoch eine ausgebrochene Stelle oder ein anderer Fehler festgestellt wird, so verschiebt sich die ßbene des durch die optische Sonde 24 auf die Tablettenoberfläche projizierten Lichtflecks und es tritt eine entsprechende Abnahme des Analogspannungssignals ein, das der Fehler-Zeit-Integrationsund Sortierschaltung 28 zugeführt wird0 Diese Spannung wird einem als Impedanzwandler arbeitenden Verstärker 122 zugeführt, dessen Ausgangssignal einem Vergleicher 124 zugeführt wird, der dieses mit einer von einem Spannungsteiler 126 erzeugten Bezugsspannung vergleicht,,of the tablets leading edge 0 Thus, the nOglichkeit is avoided that the error-time integrator circuit integrates 28 excessively large signals Q Since the fuel pellet is moved forward by the driver 92 while rotating at the same time, the optical probe scans a helical track init a Width of about 0.75 mra on the tablet surface, and as long as there are no depressions such as cracks or other defects in the tablet surface, the light reflected back to the optical probe does not change significantly, but if a broken area or other defect is detected , the plane of the light spot projected by the optical probe 24 onto the tablet surface is shifted and there is a corresponding decrease in the analog voltage signal which is fed to the error-time integration and sorting circuit 28 0 This voltage is fed to an amplifier 122 working as an impedance converter The output signal of which is fed to a comparator 124, which compares it with a reference voltage generated by a voltage divider 126.

Die am Spannungsteiler erzeugte Bezugsspannung ist geringfügig unter den Spannungswert eingestellt, der sich bei der Abtastung einer fehlerlosen TablettenoberflächeThe reference voltage generated at the voltage divider is set slightly below the voltage value which is found when scanning a flawless tablet surface

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durch die optische Gonce 24 ergibto Ist in oer TaLlettenoberflriche eine Vertiefung nit ausreichend großer Tiefe vorhanden, so ist uie Sonaenausgangsspannung kleiner als die den Ve ι* ν Ie icher 12 4 vorspannende Bezugsspannung, so da·1?· das Potential ai;i Vergleicherausgang auf einen hohen Wert springto iiin Schalter 12ο verbindet dann den positiven Speisespannurigsansculuß über einen Widerstand 129 niit den .Kondensator 120, so daß dieser auf einen Wert aufgeladen wird, der der Fli:cne der an der Brennstofftablette festgestellten Vertiefung entspricht ο Während der weiteren Abtastung der sich drehenden und entlang der salzen vorwärts bewegenden Tablette durch die optische Sonde 24 werden irgendwelche in der Tablettenoberflache festgestellte Fehler in Signale urngesetzt, die durch den Kondensator 120 integriert werden«The optical signal 24 results in o If there is a depression in the surface of the tray with a sufficiently great depth, the sonar output voltage is less than the reference voltage biasing the controller 124, so that 1 ? the potential ai; i comparator output to a high value jumps o IIIn switch 12ο then connects the positive Speisespannurigsansculuß via a resistor 129 NIIT the .Kondensator 120 so that it is charged to a value corresponding to the Fli: cne of the determined at the fuel pellet recess corresponds ο During the further scanning As the tablet rotates and moves forward along the salt through the optical probe 24, any errors detected in the tablet surface are converted into signals which are integrated by the capacitor 120 «

Ein Spannungsteiler 130 erzeugt eine Bezugsspannung für einen Vergleicher 132O Solange die Aufladespannung des Kondensators 120 den vom Spannungsteiler 130 erzeugten Bezugsspannungswert nicht übersteigt, ändert der Ausgang des Vergleichers 132 seinen Zustand nicht, so daß die betreffende Tablette als einwandfrei angesenen und ungehindert weitertransportiert wird,,A voltage divider 130 generates a reference voltage for a comparator 132 O. As long as the charging voltage of the capacitor 120 does not exceed the reference voltage value generated by the voltage divider 130, the output of the comparator 132 does not change its state, so that the tablet in question is viewed as faultless and transported onwards without hindrance.

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Falls die Aufladespannung aes Kondensators 120 den Ivert der am -Spannungsteiler 130 erzeugten Bezugsspannung übersteigt, nu.p. die betreffende Tablette ausgesondert v/erden ο Durch das übersteigen der iie zugspannung durch die Kondensatorladespannung springt der Ausgang des Vergleichors 132 auf hohes Potentiale In diesem Augenblick passiert ι reiter noch nicrits«, Die betreffende Tablette bei.-egt sich stetig durch aie Abtastzone weiter und die Zeitsynchronisation der Einrichtung bleibt erhaltene Wenn diese Tablette die Prüfzone verläßt, so stellt der faseroptische Abtastkopf 30 das Tablettenende fest, vodurch die Photo zellenausgangsspannung ansteigt, was wiederum eine änderung des Ausgangs des Vergleichers 116 auf hohes Potential und folglich das Leitendwerden des Schalters 118 nach sich zieht0 In diesem Augenblick entlad sich der Kondensator 120, so daß die Kondensatorspannung unter den Eezugsspannungswert des Spannungsteilers 130 abfüllte Dies bewirkt wiederum, daß das Ausgangssignal des Vergleichers 132 auf niedriges Potential zurückspringt, so daß ein neuer Abtastzyklus beginnen kann»If the charging voltage of the capacitor 120 exceeds the Ivert of the reference voltage generated at the voltage divider 130, nu. p . The tablet in question must be separated out. ο When the tensile stress is exceeded by the capacitor charging voltage, the output of the comparator 132 jumps to high potential the time synchronization of the device is maintained.If this tablet leaves the test zone, the fiber optic scanning head 30 detects the end of the tablet, whereby the photo cell output voltage rises, which in turn changes the output of the comparator 116 to high potential and consequently the switch 118 becomes conductive draws 0 At this moment the capacitor 120 discharges, so that the capacitor voltage is filled below the reference voltage value of the voltage divider 130. This in turn causes the output signal of the comparator 132 to jump back to low potential so that a new sampling cycle can begin »

Die Mechanik der Einrichtung ist so ausgelegt, daß die Tablette nach dem Verlassen der Prüfzone bis zum .irr eichen der 3 or tierrinne eine Zeit von 2 s benötigt» Das bedeutet, daß das Aussortiersignal um 2 s verzögertThe mechanism of the device is designed so that the tablet after leaving the test zone until .ir calibration of the 3 or tier channel requires a time of 2 s » This means that the reject signal is delayed by 2 s

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vjerden "iuQ;, bevor die Aussortiervorrichtun^ betätigt werden darf» Außerdem tritt alle 0,7 3 eine neue Tablette in die Früfzcne ein«, Das bedeutet, daß während der Verzögerung des einen Aussortiersi^nals bereits ein weiteres Aussortiersi;_;nal erzeugt werden kann0 Deshalb ist die elektronische Verzö^erun^sschaltun-;?; in drei Abschnitte unterteilt, die jeweils eine Zeitverzögerung von 0,66 s erzeugen«, Die Ver?icgerunssschaltun~ bestellt aus drei identischen, schnell regenerierenden liioncßtabilen Kippschaltungen, die durch ein sich in negativer dicn- tunj änderndes Ci.^nal setri^^.ert werden» !-"eidlich wird, wenn da,? Aus^anjjssirjrial des Ver^leichers 132 auf niedrigeres Potential ceht, die erste Kippschaltung 1^3 ;-:etrig3;ert, vreshalb ihr Aus^an^ auf hohes Potential springt„ !iach 0,66 s sinkt ihr Ausrjan^ssignal wieder ab, wodurch die Kippschaltung 136 jetrig^ert v;ird, die in der ^leichen Weise nach vieiteren 0,66 s die Kippschaltung 138 tri^gert und schließlicn nach nochmals 0,66 s eine weitere monostabile Kippschaltung l4ü triggerto Diese letzte monostabile Kippschaltung l4o weist eine viel kürzere Zeitkonstante als die anderen x'ippschaltungen auf und bestimmt lediglich, v/ie lance die Aussortierrinne geöffnet bleibt, darait die auszusortierende Tablette hindurchfällt0 Diese Zeit beträgt etwa 50 i.is«,vjerden "iu Q ;, before the sorting device may be operated" In addition, every 0.7 3 a new tablet enters the morning ", This means that while one of the sorting lines is delayed, another sorting line is already being carried out can be generated 0 Therefore, the electronic deferrers ^ ^ to chan sschaltun -;; divided into three sections, each s create a time lag of 0.66, "the United icgerunssschaltun ~ ordered three identical, rapidly regenerating liioncßtabilen flops that? by a Ci. ^ nal setri ^^., changing into negative di cn- tunj , "! -" becomes oath, if there,? The first flip-flop switch 1 ^ 3; whereby the flip-flop 136 jetrig ^ ert v; ith the cozy in the l ^ e manner to vieiteren 0.66 s, the circuit 138 tri Gert ^ and schließlicn again after 0.66 s a further monostable multivibrator l4ü triggerto This last monostable l4o has a much shorter time constant than the other x'ippschaltungen and merely determines v / ie the Aussortierrinne lance remains open, darait the auszusortierende tablet falling through 0 This time is about 50 i.is "

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Die drei auf einander folgenden serine Il regenerierenden monostabilen Kippschaltungen ermöglichen, daß die Einrichtung auch auf aufeinanderfolgende auszusortierende Tabletten reagierte Jede der wionostabilen Kippschaltungen kann beinahe sofort nach einer Entladung wieder getriggert werden, weshalb eine Folge von Impulsen mit Zeitabständen von 097 s durch die 2-s-Verzögerungsschaltunjj hindurch laufen kann»The three regenerating successive serine Il monostables allow the device also responded to successive auszusortierende tablets Each of wionostabilen multivibrators can almost immediately be triggered again after a discharge, which is why a series of pulses with intervals of 0 9 7 s through the 2 -s-delay switch can run through »

Wenn das verzögerte Signal einen Transistor 166 erreicht, so wird dieser leitend und erregt ein Relais 168, das einen Schalter 170 schließt und dadurch eine HO-V-Spannungsquelle an eine Gleichrichterbrücke 172 und einen Zähler 174 anschließt«, Die Gleichriohterbrücke 172 legt einen Gleichstroraimpuls an einen Drehmagneten 176 (Figo 3, 9 und 10) an, der die Aussortierung der betreffenden Tablette bewirkt, und der Zähler 174 wird um Eins weitergestellt, was anzeigt, daß die Tablette aussortiert worden isto Der Aussortiermagnet 176 ist an einer Platte I78 montiert, die von einer am Gestell befestigten Stütze I80 absteht„ Ein an der Magnetankerwelle 184 einstellbar befestigter Arm 182 trägt eine mit der V-förmigen Tablettentransportrinne I88 zwischen der Prüfzone und der Einfüllstation fluchtende Platte I86, die einen Teil der Tablettentransportrinne bildet undWhen the delayed signal reaches a transistor 166, it becomes conductive and energizes a relay 168, which closes a switch 170 and thereby connects a HO-V voltage source to a rectifier bridge 172 and a counter 174. The rectifier bridge 172 applies a direct current pulse a rotary magnet 176 (Figo 3, 9 and 10), which effects the sorting out of the tablet concerned, and the counter 174 is incremented by one, which indicates that the tablet has been sorted out o The sorting magnet 176 is mounted on a plate I78, which protrudes from a support I80 fastened to the frame “An arm 182 fastened adjustably to the magnet armature shaft 184 carries a plate I86 which is aligned with the V-shaped tablet transport channel I88 between the test zone and the filling station and which forms part of the tablet transport channel and

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etwas Irriger als eine Tablette i;„'t, Term der /uceortierria^net 176 einen lupuls erriält, so wird die Platte lor.. im Uhrzeigersinn weg: ;e schwenkt, se daß eine "jffnun^, in der Transportrinne entsteht, durch v.'elche die auszusortierende Tablette in eine Putsche lü£ füllt„ rfi einwandfreien Tabletten wird ice in Aussortierst. jnal in eier logischen Scnaltun^ erzeugt, so dti^ dann der /usscrtiermagnet nicht erregt wirα und diese Tabletten sich unbehindert weiterbewe^en,a little more erroneous than a tablet i; "'t, term which gets a lupuls, the plate is lor .. in a clockwise direction:; e pivots through, so that a" jffnun "arises in the transport channel v.'elche auszusortierende the tablet in a coups lu £ fills "r fi faultless tablets ice jnal generated in Aussortierst. in eggs logical Scnaltun ^, so dti ^ then the / usscrtiermagnet not excite wirα and these tablets to freely weiterbewe ^ en,

Um eine genaue Zählung aller die Einriciitun^; durchlaufender Tabletten zu erzeugen, isb geniäß Fi^0 11 ein Zähler 190 bei 152 zwischen dem Vermiedener 116 und aera elektronischen Schalter HS angeschlossen» Dieser Zähler spricht auf eine Verringerung der Spannung an, aie auftritt, wenn eine Tablette sich zwischen dem Reflektor und dem faseroptischen Abtastkopf 3ö hindurchbevie^t0 In order to obtain an exact count of all the arrangements to be generated by operating tablets, isb geniäß Fi ^ 0 11 a counter connected 190 at 152 between the Avoided 116 and aera electronic switch HS "This counter is responsive to a reduction in the voltage, aie occurs when a tablet is between the reflector and the optical fiber Scan head 3öbevie ^ t 0

Falls der Vibrator der Tablettenzuführrinne zu schnell eingestellt ist oder zu viele Tabletten zugeführt v/erden, so kann am Ende der Zuführrinne kurz vor aen Waisen ein Sperrklinkenmechanismus Anwendung finden, uiti die Tabletten vor dem Eintritt in die Walzen voneinander zu trennen» Die Sperrklinke wird jeweils durcii das Hochbewegen eines Mitnehmers ausgelöst, so daß jeweilsIf the vibrator of the tablet feed chute is set too fast or too many tablets are fed v / ground, a ratchet mechanism can be used at the end of the feed chute shortly before the orphans, uiti to separate the tablets from one another before they enter the rollers Moving up a driver triggered so that each

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BADBATH

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eine tablette freigegeben v/irJ und in den Abotanü zwischen swei banacnbarten -litnehiiiern eintreten kann, Diese Anordnung verninüert eine Anh."ufuivj von r<"aliletton und eine sonst auftretende fehlerhafte Ta b 1 e 11 e η s u f ϊ ? h r u;i <:;.a tablet released v / irJ and can enter the abotanü between two banacnbaren -litnehiiiern, this arrangement negates an appendix "ufuivj of r <" aliletton and an otherwise incorrect Ta b 1 e 11 e η suf ϊ? i <;hru:; .

7 0 9 8 7Λ /J) π 7 67 0 9 8 7Λ / J) π 7 6

BAD offlQWALBAD offlQWAL

Claims (1)

Patentansprüche- Claims - Einrichtung zum automatischen Prüfen und Sortieren"" von Kernbrennstofftabletten, mit einer die Tabletten zuführenden Förderrinne und einem die Tabletten geradlinig durch die Prüfeinrichtung hindurcnbewegenden Vorschubmechanismus, weiter mit einer optischen Sonde zum Prüfen der Tabletten auf Oberflächenfehler, die eine Lichtquelle, die einen Lichtstrahl auf die, die Prüfeinrichtung durchlaufenden Tabletten richtet, und eine das von der Tablette reflektierte Licht empfangende Aufnahmeeinrichtung sowie einen Wandler zur Umsetzung des empfangenen Lichts in ein elektrisches Signal aufweist, ferner mit einer elektrischen Schaltung, die feststellt, ob das elektrische Signal einen Oberflächenfehler anzeigt oder ob es oberhalb eines vorgegebenen Bezugswerts liegt, der einer einwndfreien Tablettenoberfläche entspricht, und mit einer durch das Ausgangssignal der Schaltung gesteuerten Vorrichtung zürn Aussortieren nicht einwandfreier Tabletten, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Sonde (2 4) und ihre Aufnahmeeinrichtung einstellbar, jedoch fest am Tablettenvorschubweg angeordnet sind und daß der Vorschubmechanismus eine Vorrichtung (20, 22; 66, 68) zum Drehen der Tabletten während des Vorbei-Device for automatic checking and sorting "" of nuclear fuel tablets, with a conveyor chute feeding the tablets and one with the tablets Feed mechanism moving in a straight line through the testing device, further with an optical probe to check the tablets for surface defects that a light source directing a beam of light onto the tablets passing through the testing device, and one that receives the light reflected from the tablet Recording device and a converter for implementation of the received light into an electrical signal, further comprising an electrical circuit that determines whether the electrical signal has a surface defect indicates or whether it is above a predetermined reference value, that of a perfect tablet surface and with a device for sorting out controlled by the output signal of the circuit flawless tablets, characterized in that the optical probe (2-4) and its receiving device are adjustable, but are firmly arranged on the tablet feed path and that the feed mechanism is a device (20, 22; 66, 68) for turning the tablets while passing - 29 -- 29 - ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED 709827/0976 OR 709827/0976 OR laufs en üer optischen ^or=·de aufweist,,runs over optical ^ or = · de has, 2, Zinrichtunp. nach ^nsnruch 1, dadurcu gekennzeichnet, ciaP aie elektrische ccrialtunj (2c) einen Vergleicher (124) zup Vergleich o.e.-3 elektrischen ö-ignals rr:it dein rezugswert, weiter einen Integrator (ISO) zum. Aufaddieren und speichern von Cberflächenfenler darstellenden Differenzsignalen und einen weiteren Vergleicher (132) aufweist, der den jeweils gespeicherten integrierten Wert ηit einem weiteren eezugsvert, der einer annehmbaren Tablette entspricht, vergleicot ur:d, falls der integrierte V.ert aen weiteren Bezugsi\rert übersteigt, ein Aussortiersignal an die genannte Vorrichtung zum Aussortieren sendete2, Zinrichtunp. according to ^ nsnruch 1, dadurcu marked, ciaP aie electrical ccrialtunj (2c) a comparator (124) zup comparison oe-3 electrical ö -ignals rr: it is your reference value, further an integrator (ISO) for. Comprising adding up and storing Cberflächenfenler representing difference signals, and a further comparator (132), the ηit the respective stored integrated value of another eezugsvert corresponding to an acceptable tablet for vergleicot: d, if the integrated V.ert aen further Bezugsi \ r ert exceeds, sent a sorting signal to the said sorting device 3ο Einrichtung nach Anspruch 1 oaer 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zürn Aussortieren nicht einwandfreier Tabletten ein, einen Teil einer die geprüften Tabletten von der Prüfeinrichtung wegführenden Transportrinne bildendes wegbewegbares Element (166) und eine elektrische Betätigungsvorrichtung (I76) aufweist, die über einen Betätigungsarm (182) mit dem wegbewegbaren Element verbunden ist und, wenn die Betätigungsvorrichtung durch ein Aussortiersignal der elektrischen Schaltung (28) angesteuert wird, das bewegliche Element3ο device according to claim 1 or 2, characterized in that that the device for sorting out defective tablets, a part of the tested ones Removable element (166) forming tablets from the transport channel leading away from the testing device and an electrical actuating device (I76), which via an actuating arm (182) with the movable away Element is connected and when the actuator by a reject signal of the electrical Circuit (28) is controlled, the movable element - 30 -- 30 - 709827/097S709827 / 097S so bewegt, daß die auszusortierende Tablette aus der Transportrinne herausfälltβ moved so that the tablet to be sorted out falls out of the transport channel β 4β Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Drehen der Tabletten zwei mit gegenseitigem Abstand angeordnete parallele V;alzen (20, 22; 66, 68) aufweist, welche die Tabletten zwischen sich aufnehmen und sich im gleichen Drehsinn um ihre Längsachsen drehen und daß der Vorschubmechanismus mit gegenseitigen Abständen angeordnete, svri sehen die beiden Walzen ragende Mitnehmer (92) aufweist, welche die einzelnen Tabletten entlang der Walzen weiterschiebeno 4 β Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the device for rotating the tablets has two parallel V; rollers (20, 22; 66, 68) which are arranged at a mutual distance and which take up the tablets between them and in the Rotate the same direction of rotation about their longitudinal axes and that the feed mechanism has spaced apart, sv r i see the two rollers projecting drivers (92) which push the individual tablets along the rollers o 5ο Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubmechanismus eine endlose Kette (84) aufweist, die über zwei mit gegenseitigem Abstand angeordnete Kettenräder (82) läuft und an welcher die Mitnehmer (92) angeordnet sindo 5ο device according to claim 4, characterized in that the feed mechanism has an endless chain (84) which runs over two mutually spaced chain wheels (82) and on which the drivers (92) are arranged o 6ο Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (92) abknickbar an der Kette (82) angelenkt sind und jeweils an ihrem freien Ende eine Kugel (96) tragen, welche jeweils in der Tablettenachse an einer Tablette angreifen,6ο device according to claim 5, characterized in that that the drivers (92) are articulated to the chain (82) so that they can be bent and each has a ball at its free end (96), each in the tablet axis attack on a tablet, - 31 709827/0 9 76- 31 709827/0 9 76
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