DE3321258A1 - Vorrichtung zum auf- und abwickeln eines kabels - Google Patents

Description

HOCHTEMPERATUR-REAKTORBAU GmbH Mannheim

8 113 ZPT/P5-Wg/Fr

Vorrichtung zum Auf- und Abwickeln eines Kabels

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auf- und Abwickeln eines durch Zug belasteten und von einer ortsfesten Anschlußstelle zu einer ortsveränderlichen Stelle führenden elektrischen Kabels.

Auf vielen Gebieten besteht die Forderung, elektrische Energie zwischen einer ortsfesten Anschlußstelle und einer ortsveränderlichen Stelle, zum Beispiel einem Verbraucher, durch gegebenenfalls vieladrige isolierte elektrische Kabel auszutauschen. Um hierbei die gerade nicht benötigte Kabellänge zu speichern, ist zwischen den beiden vorgenannten Stellen eine Wickelvorrichtung eingeschaltet. Zusätzlich ist es möglich, mit Hilfe der Wickelvorrichtung am ortsveränderlichen Ende des Kabels hängende Kontroll- oder Überwachungsgeräte auf- oder abzubewegen, wie dies für die Überwachung des Brennelemente-Lagers in Kernreaktoren erforderlich ist. Die Übertragung der elektrischen Energie zwischen dem ortsfesten und ortsbeweglichen Kabelteil erfolgt bei bekann-

ten Vorrichtungen der eingangs genannten Art mit Hilfe von Schleifringen und zugehörigen Bürsten. Dies ist insbesondere für vieladrige Kabel aufwendig, schwerer jedoch wiegt der Nachteil, daß an den Schleifringen %ergangswiderstände auftreten können, die zu einem Spannungsabfall führen, was im Falle einer Übertragung von schwachen Signalen, zum Beispiel Meßsignalen, nicht in Kauf genommen werden kann.

Ausgehend von diesem allgemeinen Stand der Technik liegt der Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die bei geringem, überschaubaren Aufwand eine schleifringlose Übertragung der elektrischen Energie beziehungsweise Signale gestattet und für den Einsatz in Kernreaktoren zum Auf- und Abbewegen von Kontroll- oder Überwachungsgeräten, insbesondere durch geringe Baumaße geeignet ist. Darüberhinaus soll die Vorrichtung den im Betrieb auftretenden Belastungen voll gewachsen und auch für das Auf- beziehungsweise Abwickeln von Schlauchleitungen geeignet sein.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nun erfindungsgemäß darin, daß eine feststehende Kabeltrommel unter Bildung eines Zwischenraumes gleichachsig neben einer losen Kabeltrommel angeordnet ist, daß eine den Zwischenraum überbrückende und durch einen Antrieb um die Achse der Trommeln verschwenkbare Kabel-Umlenkrolle vorgesehen ist, die in einer Ebene angeordnet ist, die auf die Mäntel der Kabeltrommeln derart ausgerichtet ist, daß beim Verschwenken der Umlenkrolle das Kabel von einer Kabeltrommel auf die andere Kabeltrommel führbar ist. Durch das Zusammenwirken der Kabeltrommeln mit der verschwenkbaren Umlenkrolle ist es möglich, das von der Anschlußstelle über die feststehende Kabeltrommel, die Um-

lenkrolle und die lose Kabeltrommel zur ortsveränderlichen Stelle führende Kabel durch entsprechendes Verschwenken der Umlenkrolle auf- beziehungsweise abzuwikkeln, wobei keinerlei Unterbrechung des Kabelstranges durch Schleifringe oder dergleichen erforderlich ist. Es leuchtet daher ein, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für die Aufnahme von Schlauchleitungen oder dergleichen Verwendung finden kann.

Um einen möglichst kompakten, einfachen Aufbau zu erhalten, ist es empfehlenswert, daß der Antrieb eine den Zwischenraum sowie beide Kabeltrommeln zentrisch durchdringende Antriebswelle umfaßt, die im Zwischenraum mit einem in radialer Richtung verlaufenden Schwenkarm versehen ist, dessen die Umlenkrolle tragender Endbereich zur Ausrichtung der Rollenebene auf die Mantel der Kabeltrommeln abgewinkelt ist.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, daß die an den Zwischenraum grenzenden Flansche der Kabeltrommeln an ihrem Rand jeweils eine Aussparung aufweisen, in welche die Peripherie der Umlenkrolle mindestens soweit eingreift, daß sich das von der Umlenkrolle ablaufende, beziehungsweise das der Umlenkrolle zulaufende Kabel im Bereich des Mantels der zugeordneten Kabeltrommel befindet, wobei die Flansche als gesonderte Bauteile ausgeführt und mit der Antriebswelle fest verbunden sind. Durch diese Ausbildung ist es möglich, den Schwenkradius der Umlaufrolle auf das geringstmögliche Maß zu verkleinern, so daß die Kompaktheit des Aufbaus noch weiter gesteigert ist.

Auch ist es vorteilhaft, die Mäntel der Kabeltrommeln, ausgehend vom Zwischenraum, jeweils kreiskegelförmig zu verjüngen, wodurch ein störungsfreies Aufwickeln des

Kabels erzielt wird.

Soll die erfindungsgemäße Vorrichtung für das Auf- und Abbewegen eines am losen Kabelende befestigten Überwachungs- oder Kontrollgerätes zur Überwachung des Brennelemente-Lagers eines Kernreaktors eingesetzt werden, so empfiehlt es sich, daß die Kabeltrommeln sowie die zugehörigen Elemente von einem Abschirmgehäuse umgeben sind, das Durchführungen für die Kabelenden sowie für das Antriebsorgan der Antriebswelle aufweist, und das bezüglich seiner Größe auf die Ausschleuseöffnung des Kernreaktors abgestimmt ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen hervor.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Qerschnitt du^ch eine Vorrichtung zum Auf- und Abwickeln eines Kabels gemäß der Schnittlinie I-I der Fig. 2, Fig. 2 einen Schnitt durch den Gegenstand der Fig.

gemäß der Schnittlinie II-II und Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch den Gegenstand

der Fig. 1 gemäß der Schnittlinie III-III.

Gemäß Fig. 1 ist eine feststehende Kabeltrommel 10 unter Bildung des Zwischenraums 14 gleichachsig neben einer losen Kabeltrommel 12 angeordnet. Die feststehende Kabeltrommel 10 ist hierbei an einer vertikal verlaufenden, tafelförmigen Tragwand 16 festgelegt, welche gleichzeitig den rechten Flansch 18 der feststehenden Kabeltrommel 10 bildet. Der Fuß der Tragwand 16 ist an einer Grundplatte 20 befestigt, welche Bestandteil des Abschirmgehäuses 22 ist, die die Wickelvorrichtung umgibt.

In einem Lager 24, das in der Tragwand 16 angeordnet ist, wird die Antriebswelle 26 drehbar gelagert. Die Antriebswelle 26 durchdringt zentrisch die feststehende Kabeltrommel 10, den Zwischenraum 14 sowie die lose Kabeltrommel 12 und ist neben dieser in einem weiteren Lager 28 drehbar geführt, wobei dieses Lager an einem vertikal verlaufenden Träger 30 befestigt ist, der seinerseits an der Grundplatte 20 verankert ist. Das linke freie Ende der Antriebswelle 26 ist mit einem Vierkant 32 versehen, welcher zur Aufnahme des Antrieborgans 34 in Form einer Handkurbel dient. Diese ist durch die Öffnung 36 mit der Antriebswelle 26 kuppelbar. Als Antriebsorgan könnte selbstverständlich auch ein Elektromotor dienen, der dann innerhalb des Abschirmgehäuses 22 angeordnet wäre.

Auf der Antriebswelle 26 ist die Kabeltrommel 12 lose gelagert, so daß diese völlig unabhängig von der Antriebswelle 26 drehbar ist. Um eine leichtgängige lose Lagerung zu gewährleisten, sind hierbei an den Lagerstellen Kugellager 38 vorgesehen.

Im Zwischenraum 14 ist ein in radialer Richtung verlaufender Schwenkarm 40 an der Antriebswelle 26 be-

festigt. Bei einer Drehung der Antriebswelle 26 wird dieser Schwenkarm in einer Radialebene um die Achse 44 der Antriebswelle verschwenkt. Am freien Ende des Schwenkarmes 40 ist die Kabel-Umlenkrolle 42 lose gelagert. Die Umlenkrolle 42 verläuft hierbei in einer in Figur 3 angedeuteten Ebene 46, die derart auf die Mantel 48, 50 der Kabeltrommeln 10, 12 ausgerichtet ist, daß bei einer Verschwenkung der Umlenkrolle um die Achse das Kabel von einer Kabeltrommel über die Umlenkrolle auf die andere Kabeltrommel geführt wird. Vorzugsweise ist die Ebene 46 ungefähr tangential auf die Mäntel 48, 50 der Kabeltrommeln 10, 12 ausgerichtet. Da im vorliegenden Fall die Mantel 48, 50 der Kabeltrommeln, ausgehend vom Zwischenraum 14 ,sich jeweils kreiskegel- · förmig verjüngen, ist die Ausrichtung der Umlenkrolle ungefähr auf den mittleren Durchmesser der Mantel 48, abzustimmen.

Für die Ausrichtung der Umlenkrolle 42 ist der die Umlenkrolle tragende Endbereich 52 des Schwenkanrtes 40 mit einer* Abwinkelung versehen, wie dies sehr deutlich aus Fig. 3 zu ersehen ist. Die Umlenkrolle selbst trägt an ihrer Peripherie eine an das Profil des vorgesehenen Kabels angepaßte Führungsrille 54, wogegen im Zentrum ein Kugellager 56 angeordnet ist, das eine leichtgängige lose Lagerung bewirkt. Um einen Absprung des Kabels 78 zu vermeiden, ist jener Bereich der Umlenkrolle 42, welcher vom Kabel umschlungen wird, mit einem Schutzblech 58 ausgerüstet, wie dies sehr deutlich aus Fig. 1 zu ersehen ist.

Um den Schwenkradius der Umlenkrolle 42 gering zu halten, ist diese möglichst nahe an die Mäntel 48, 50 herangerückt. Hierzu weisen die Flansche 60 und 62, welche die Kabeltrommeln zum Zwischenraum 14 hin abschließen,

an ihrem Rand ,jeweils eine Aussparung 64 auf. In diese Aussparung greift jeweils die PeriDherie der Umlenkrolle 42 so weit ein, daß sich das von der Umlenkrolle ablaufende, beziehungsweise das der Umlenkrolle zulaufende Kabel im Bereich der Mäntel 48, 50 befindet. Das ProfU dieser Aussparungen 64 ist in Fig. 3 sehr deutlich zu erkennen, so daß sich hierüber nähere Ausführungen erübrigen. Aus Vorstehendem leuchtet es ein, daß sich die Flansche 60, 62 bei einer Schwenkbewegung der Umlenkrolle mitdrehen müssen. Sie sind daher als gesonderte, von den Trommeln losgelöste selbständige Bauteile ausgeführt und auf der Antriebswelle 26 befestigt (vgl. Fig. 1).

Eine ortsfeste Befestigungs- oder Anschlußstelle 66 für das Kabel 78 ist im Bereich des rechten Flansches 18 der festen Kabeltrommel angeordnet, im vorliegenden Fall befindet sich diese Stelle in der Decke des Abschirmgehäuses 22. Im Bereich des linken Flansches 68 der losen Kabeltrommel 12 ist eine ortsfeste Führungsrolle 70 für das der ortsveränderlichen Stelle zuführbare, beziehungsweise von dieser Stelle ankommende Kabel an der Grundplatte 20 befestigt. Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel die ortsveränderliche Stelle 72 ein Überwachungs- oder Kontrollgerät aufweist, das zur Inspektion des Brennelemente-Lagers eines Kernreaktors auf- und abbewegt werden soll, ist eine weitere lose Rolle 74 an der Grundplatte 20 befestigt, welche das Kabel durch eine öffnung 76 der Grundplatte zur ortsveränderlichen Stelle 72 führt.

Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, ist das Kabel 78 von der ortsfesten Anschluß- oder Befestigungsstelle 66 zur festen Kabeltrommel 10 geführt und dort in einer Lage aufgewickelt. Von hier führt das Kabel 78 über die

Umlenkrolle 42 zur logen Kabeltrommel 12, auf der es gegenüber der festen Kabeltrommel 10 gegensinnig in einer Lage aufgewickelt ist. Schließlich verläuft das Kabel von der losen Kabeltrommel 12 über die Führungsrolle 70 und die Rolle 74 zur ortsveränderlichen Stelle 72. Soll jetzt die ortsveränderliche Stelle 72, die aus einem Überwachungs- oder Kontrollgerät besteht, nach unten bewegt werden, so wird mit Hilfe des Antrieborgans 34 die Antriebswelle 26 und somit die Umlenkrolle 42.in Richtung des Pfeiles 80 um die Achse 44 gedreht. Hierbei wird das Kabel von der festen Kabeltrommel 10'auf die lose Kabeltrommel 12 überführt und von hier durch den Zug, welcher das an der ortsveränderlichen Stella angeordnete Kontroll- oder Überwachungsgerät durch sein Eigengewicht auf das Kabel ausübt, abgespult, so daß sich diese Stelle nach unten bewegt und sich von der Wickelvorrichtung entfernt. Soll nun die ortsveränderliche Stelle 72 wieder nach oben, d.h. in Richtung der Wickelvorrichtung bewegt werden, so wird die Antriebsrichtung der Antriebswelle 26 umgekehrt, so daß die Umlenkrolle 42 in Richtung des Pfeiles 82 um die Achse 44 umläuft, so daß der vorbeschriebene Vorgang in umgekehrter Reihenfolge abläuft. Die konische Ausbildung der Mantel 48, 50 der Trommeln bewirkt hierbei ein Aufwickeln des Kabels mit dicht aneinanderliegenden Windungen, wobei der auf dem Kabel lastende Zug eine Schleifenbildung verhindert.

Wie sich aus Vorstehendem ergibt, ist durch die erfindungsgemäße Vorrichtung das Auf- und Abwickeln eines Kabels möglich, das von einer ortsfesten Anschlußstelle zu einer ortsveränderlichen Stelle führt, ohne daß Schleifringe oder dergleichen nötig sind. Die Vorrichtung ist daher auch für Schlauchleitungen geeignet, durch die ein Fluid von einer ortsfesten zu einer orts-

beweglichen Stelle verlustlos geführt werden soll.

Die Abmessungen der Kabeltrommeln sowie deren Aufnahmefähigkeit sind im Einzelfall auf das Profil des vorgesehenen Kabels und auf die zu speichernde Kabellänge abzustimmen. Der Durchmesser der Umlenkrolle 42 ist derart zu wählen, daß eine sichere Umlenkung des Kabels erfolgt und gleichzeitig der zulässige Biegeradius des Kabels nicht überschritten wird. Mit Rücksicht auf einen kompakten Aufbau wird man den Durchmesser der Umlenkrolle 42 möglichst gering wählen, so daß auch der Zwischenraum 14, beziehungsweise der Abstand der beiden Kabeltrommeln, klein ist. Ebenso ist das Abschit-mgehäuse 22 zur Verringerung seiner Maße ohne großen Zwischenraum zu den Kabeltrommeln vorgesehen.

Claims (1)

1. Ansprüche

   ^/'Vorrichtung zum Auf- und Abwickeln eines durch Zug belasteten und von einer ortsfesten Anschlußstelle (66) zu einer ortsveränderlichen Stelle (72) führenden elelektrischen Kabels (78), dadurch gekennzeichnet, daß eine feststehende Kabeltrommel (10) unter Bildung eines Zwischenraumes (14) gleichachsig neben einer losen ""Kabeltrommel (12) angeordnet ist, daß eine den Zwischenraum (14) überbrückende und durch einen Antrieb um die Achse (44) der Trommeln verschwenkbare lose Kabel-Umlenkrolle (42) vorgesehen ist, die in einer Ebene (46) angeordnet ist, die auf die Mantel (48, 50) der Kabeltrommeln derart austerichtet ist, daß beim Verschwenken der Umlenkrolle (42) um die Achse (44) das Kabel von einer Kabeltrommel auf die andere Kabeltrommel führbar ist.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb eine den Zwischenraum (14) sowie beide Kabeltrommeln (10, 12) zentrisch durchdringende Antriebswelle (25) umfaßt, die im Zwischenraum (14) mit einem in radialer Richtung verlaufenden Schwenkarm (40) versehen ist, dessen die Umlenkrolle (42) tragender Sndbereich (52) zur Ausrichtung der Rollenebene auf die Mantel (48, 50) der Kabeltrommeln abgewinkelt ist (Fig. 3).

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrolle (42) eine dem Profil des Kabels (78) angepaßte Führungsrille (54) aufweist sowie ungefähr in jenem Bereich, in dem das Kabel (78)

   ή COPY ί

   die Umlenkrolle (42) umschlingt, mit einem Schutzblech (58) gegen Kabelabsprung versehen ist.

   4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

   δ dadurch gekennzeichnet, daß die an den Zwischenraum (14) grenzenden Flansche (60, 62) der Kabeltrommeln an ihrem Rand jeweils eine Aussparung (64) aufweisen, in welche die Peripherie der Umlenkrolle (42) mindestens soweit eingreift, daß sich das von der Umlenkrolle (42) ablaufende, beziehungsweise das der Umlenkrolle zulaufende Kabel im Bereich des Mantels (48, 50) der zugeordneten Kabeltrommel befindet, wobei die Flansche (60, 62) als gesonderte Bauteile ausgeführt und mit der Antriebswelle (26) fest verbunden sind.

   5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mantel (48, 50) der Kabeltrommeln, ausgehend vom Zwischenraum (14), .-jeweils kreiskegelförmig verjüngen.

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in jenem Bereich der feststehenden Kabeltrommel (10), der von dem mit der Antriebswelle (26) verbundenen Flansch (60) entfernt ist, die ortsfeste Anschluß- oder Befestigungsstelle (66) für das Kabel vorgesehen ist, wogegen der entsprechende Bereich der losen Kabeltrommel (12) wenigstens eine ortsfeste Führungsrolle (70) für das Kabel aufweist.

   7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für das Auf- und Abbewegen eines am losen Kabelende befestigten Überwachungs- oder Kontrollgerätes, insbesondere zur Überwachung des Brennelemente-Lagers eines Kernreaktors, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabeltrommeln (10,

   12) samt der zugehörigen Elemente von einem Abschirm-

   gehäuse (22) umgeben sind, das Durchführungen für das Kabel sowie für das Antriebsorgang (34) der Antriebswelle (26) aufweist, und das bezüglich seiner Größe auf die Ausschleuseöffnung des Kernreaktors abgestimmt ist.