DE3414701A1

DE3414701A1 - Positioniereinrichtung mit teleskopartig ausfahrbarem mast

Info

Publication number: DE3414701A1
Application number: DE19843414701
Authority: DE
Inventors: Josef Forster; Klaus-Alfred Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Steiner; Jakob Dipl.-Ing. 8523 Baiersdorf Weber
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-04-16
Filing date: 1984-04-16
Publication date: 1985-10-24
Also published as: DE3414701C2

Description

Positioniereinrichtung mit teleskopartig aus fahrbarem
Mast Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der fernbedienten Positionierung eines Meß-, Prüf- oder Arbeitsgerätes und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung einer Einrichtung anzuwenden, die zur Beherrschung eines Raumes mit großer vertikaler Ausdehnung mit einem teleskopartig ausfahrbaren Mast ausgerüstet ist.
Die Herstellung oder Bearbeitung von Industrieerzeugnissen erfolgt mitunter in Räumen, die dem Menschen nicht zugänglich sind oder deren Atmosphäre dem menschlichen Leben abträglich ist, beispielsweise Räume mit sauerstofffreier Schutzgasatmosphäre oder Räume mit extrem tiefen oder hohen Temperaturen oder Räume, in denen mit radioaktiver Strahlung gearbeitet wird. In diesen Fällen erfolgt die Handhabung der Industrieerzeugnisse mit fernbedienten und fernüberwachten Manipulatoren.
Beispielsweise bei der Wiederaufbereitung von Brennelementen für Kernkraftwerke werden diese Brennelemente in einer Schutzgasatmosphäre in Behältern mit sehr großer vertikaler Ausdehnung behandelt. Die Behandlung der Brennelemente erfolgt dabei in einer Vielzahl von neben- und übereinander angeordneten Zellen, zu denen ein Manipulator Zugang hat. Diesem Manipulator können Hilfsgeräte wie ein Meß-, Prüf- oder Arbeitsgerät zugeordnet sein, beispielsweise eine Fernsehkamera- und Beleuchtungseinheit, ein Mini-Greifer oder ein Schraubgerät, die zweckmäßig unabhängig vom Manipulator in dem Raum postionierbar sind.
Ausgehend von einer Positioniereinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1, die also im wesentlichen aus einem horizontal verfahrbaren Brückenträger, einem am Brückenträger verfahrbaren Katzfahrwerk und einem am Katz fahrwerk angeordneten, teleskopartig absenkbaren Mast besteht, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache Mastkonstruktion zu schaffen, die im eingefahrenen Zustand die Höhe des Brückenträgers nicht überschreitet und die auch auf Längen von mehr als zehn Meter ausfahrbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der absenkbare Mast aus zwei einseitig auslenkbaren Kabelschleppketten besteht, die auf zwei sich spiegelsymmetrisch gegenüberstehenden Spulen synchron auf- und abwickelbar angeordnet sind, wobei die beiden Kabelschleppketten beim Abspulen Rücken an Rücken aneinander anliegend zum Hängen kommen, und daß die beiden freien Enden der Kabelschleppketten mit einer Anschlußplatte verbunden sind, an der das Meß-, Prüf-oder Arbeitsgerät fixierbar ist.
Bei einer derartigen Ausgestaltung der Positioniereinrichtung besteht der absenkbare Mast aus zwei aufwickelbaren Masthälften, die sich im abgewickelten Bereich gegenseitig in der gestreckten Form stabilisieren. Die Glieder der für die Masthälften verwendeten Kabelschleppketten sind dabei in an sich bekannter Weise (Prospekt "Energieführungsketten" der Fa. Kabel Schlepp) so gestaltet, daß ein Ausknicken der jeweiligen Kette nur nach einer Seite möglich ist. Im abgewickelten Zustand wird dieses Ausknicken durch die jeweils andere Kette unterbunden.
Die Verwendung von Kabelschleppketten als Masthälften eröffnet die Möglichkeit, die für den Betrieb des Meß-, Prüf- oder Arbeitsgerätes erforderlichen Energie-, Steuer-und/oder Videoleitungen in den Ketten selbst zu führen.
Um hierbei eine unzulässige Torsion dieser Leitungen am Übergang von der jeweiligen Spule für die Kabelschleppkette zum übrigen Teil der Positioniereinrichtung zu unterbinden, empfiehlt es sich in Weiterbildung der Erfindung, daß den Leitungen auf der drehbaren Achse der jeweiligen Spule eine mit der drehbaren Achse drehfest verbundene Kabelspule zugeordnet ist, die über eine bezüglich der drehbaren Achse drehbare Umspulvorrichtung mit einer feststehenden Kabelspule gekoppelt ist. Die auf diesen beiden Spulen gespeicherten Leitungslängen sind beim Aus- und Einfahren des Mastes den beiden Kabelspulen in unterschiedlichen Längen zugeordnet. Bei aufgewickeltem Mast befinden sich diese Leitungslängen im wesentlichen auf der einen Spule und beim voll ausgefahrenen Mast im wesentlichen auf der anderen Spule.
Bei einer derartigen Ausgestaltung der Führung der Energie-, Steuer- und Videoleitungen ist es zweckmäßig, daß diese Leitungen durch die hohle Welle der jeweiligen Spule hindurch zu der jeweiligen Auflagefläche der dreh fest mit der drehbaren Achse verbundenen Kabelspule geführt sind. Um weiterhin einen exakten, die Leitungen möglichst wenig mechanisch beanspruchenden Umwickelvor gang zu gewährleisten, empfiehlt es sich, daß die Umspulvorrichtung auf einer mit der drehbaren Achse verbundenen Welle drehbar gelagert ist und daß diese Welle über ein Getriebe mit der Umspulvorrichtung in Eingriff steht. Um weiterhin zu starke Zugspannungsschwankungen in den Leitungen beim Umspulvorgang auszuschalten, können die Umlenkrollen der Umspulvorrichtung radial zur Achse der Spule federnd gelagert sein.
Das Auf- und Abspulen der beiden den absenkbaren Mast bildenden Kabelschleppketten erfolgt zweckmäßig mittels eines einzigen Antriebes, der über zwischengeschaltete Zahnrädr und Zahnriemen den beiden Spulen gemeinsam zugeordnet ist und der auch zwei den Kabelschleppketten zugeordnete Vorschubrollen antreibt. In die Zähne dieser Vorbrollen greifen dabei Bolzen ein, von denen je zwei an der Drehlagerung der einzelnen Kettenglieder nach außen hervorstehen.
Zur Vereinfachung des konstruktiven Aufbaus der Positioniereinrichtung als Ganzes und zur leichteren Handhabung der Positioniereinrichtung bei der Montage empfiehlt es sich im übrigen, die Kabelschleppketten mit dem zugeordneten Antriebssystem auf einem Rahmen anzuordnen, der an dem Katzfahrwerk lösbar befestigt ist. - Zur Verringerung des Spieles der Kettenglieder untereinander kann im übrigen in den Stegen der Kabelschleppketten zusätzlich ein aufgeblasener, gummielastischer Schlauch geführt sein.
Ein Ausführungsbeispiel der neuen Positioniereinrichtung ist in den Figuren 1 bis 6 dargestellt. Dabei zeigen die Figuren 1 und 2 eine Front- und eine Seitenansicht der Positioniereinrichtung, Figur 3 eine teilweise geschnittene Ansicht von oben, Figur 4 eine Detaildarstellung der Umspulvorrichtung, Figur 5 zwei Kettenglieder der Kabelschleppkette und Figur 6 ein Detail an einem Kettenglied.
Die Figuren 1 und 2 zeigen den horizontal verfahrbaren Brückenträger 1, an dessen einer Seitenfläche zwei horizontal verlaufende, rohrförmige Schienen 2 und 3 mit Hilfe von Querträgern 17 befestigt sind. Auf diesen Schienen läuft ein Katzfahrwerk 5, das auf einer Grundplatte 4 montiert ist. Das Katzfahrwerk besteht im wesentlichen aus dem Antriebsmotor 6 und den beiden Antriebsrollen 7 und 8, mit denen das Ritzel des Antriebsmotors in Verbindung steht. An der unteren Schiene 3 greifen klappbare, im Betrieb vertikal angeordnete Führungsrollen 9 und horizontal angeordnete Stützrollen 10 an. Auf der Grundplatte ist weiterhin eine Stromversorgungseinheit 14 angeordnet, deren Schleifkontakte 15 mit zwei auf den Querträgern 17 montierten Stromschienen 16 in Verbindung stehen. - Die Grundplatte 4 ist im übrigen mit zwei Laschen 11 und 12 für den Transport der Einrichtung versehen. Weiterhin sind an beiden Seiten Bolzen 13 vorgesehen, auf die mit Hilfe von Ösen 18 der Rahmen 20 aufgesetzt wird, der den ein- und ausfahrbaren Mast trägt.
Der von dem Brückenträger 1 aus nach unten absenkbare Mast besteht aus zwei Kabelschleppketten 24 und 26, die in der gezeichneten Darstellung auf den beiden Spulen 23 und 25 aufgewickelt sind. Diese beiden Spulen stehen sich spiegelsymmetrisch zur vertikalen Achse des Rahmens 20 gegenüber, wobei die beiden Schleppketten im Bereich zwischen den beiden Spulen zusammengeführt und an ihren freien Enden an der Anschlußplatte bzw. Trägerplatte 55 fixiert und miteinander verbunden sind. Zum Auf- und Abwickeln der Kabelschleppketten sind in dem Rahmen 20 zwei sich ebenfalls spiegelsymmetrisch gegenüberstehende Vorschubrollen 31 und 36 vorgesehen, in deren Zähne entsprechende Bolzen an den Gliedern der Kabelschleppketten eingreifen. Der Antrieb dieser Vorschubrollen und der Spulen 23 und 25 erfolgt mit Hilfe eines einzigen Antriebes 27, der oberhalb der Spule 23 angeordnet ist. Das Ritzel 28 dieses Antriebes ist über den Zahnriemen 29 mit dem Antriebsrad 30 der Vorschubrolle 31 gekoppelt. Ein auf der gleichen Achse angeordnetes Getrieberad 30 ist über den Zahnriemen 32 mit dem Antriebsrad 33 für die Spule 23 gekoppelt. - Die Vorschubrolle 31 ist mit der Vorschub rolle 36 über das Zahnradgetriebe 34/35 mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 gekoppelt. Auf der Achse der Vorschubrolle 36 befindet sich das Getrieberad 37, das über den Zahnriehmen 38 mit dem Antriebsrad 39 für die Spule 25 gekoppelt ist. Alle AIILicbLil, mit Aunahme des Antriebsmotors 27, sind in dem Getriebegehäuse 40 angeordnet. In diesem Getriebegehäuse befindet sich auch die Umspuleinrichtung 41 für die in der Kabelschleppkette 26 geführte Steuerleitung 64. Eine gleichartige Umspulvorrichtung kann der Spule 23 zugeordnet sein.
Gemäß der Darstellung in den Figuren 3 und 4 besteht die Umspulvorrichtung im wesentlichen aus der mit der hohlen Achse 42 der Spule 25 drehfest verbundenen Kabelspule 43, der an dem Getriebegehäuse 40 befestiqten feststehenden Kabelspule 48 und der zwischen den beiden Spulen aus dem Arm 49 und der Führungsrolle 50 bestehenden Umspulvorrichtung. Hierbei ist an der hohlen Achse 42 der Achsstummel 44 befestigt, auf dem eine Buchse 46 mittels der Gleitlager 45 und 45' drehbar gelagert ist. Diese Buchse stützt sich über das Lager 47 an der feststehenden Kabelspule 48 und damit am Getriebegehäuse 40 ab. Das freie Ende des Achsstummels 44 ist mit einem Zahnrad 51 versehen, welches in ein im Getriebegehäuse 40 gelagertes Zahnrad 52 eingreift.
Ein diesem Zahnrad 52 zugeordnetes Ritzel 52' steht im Eingriff mit einem Zahnrad 53, das auf der Buchse 46 befestigt ist. Mit der drehbaren Buchse 46 ist weiterhin der Arm 49 der Umspulvorrichtung verbunden. Das zwischen der hohlen Achse 42 und der Umspulvorrichtung 49/50 vorgesehene Getriebe gewährleistet dabei, daß es bei einer Drehbewegung der Spule 25 zu einem gleichmäßigen Überlauf der auf der Kabelspule 43 benötigten oder von dieser freigegebenen Leitungslänge von bzw. zu der feststehenden Kabelspule 48 kommt.
Dabei ist die Steuerleitung 64 von der Spule 25 her durch die hohle Achse 42 zur Speicherfläche der drehfesten Kabelspule 43 geführt.
Die einzelnen Kettenglieder der Kabelschleppketten 24 und 26 sind im wesentlichen gemäß der Darstellung in Figur 5 ausgebildet. Jedes Kettenglied 56 weist dabei ein linkes Seitenteil 57 und ein rechtes Seitenteil 58 auf, die über Stege 59 und 60 für zu führende Energie-, Steuer- oder Videoleitungen miteinander verbunden sind. Während im oberen Teil der Figur die linken Seitenteile von zwei aufeinander folgenden Kettengliedern im montierten Zustand dargestellt sind, sind im unteren Teil der Figur die rechten Seitenteile von zwei aufeinanderfolgenden Kettengliedern im noch nicht montierten Zustand dargestellt.
Dabei ist erkennbar, daß zwei aufeinanderfolgende Kettenglieder jeweils mit Hilfe von Bolzen 62 und 66 verbunden sind, die in Löchern 63 eines Seitenteiles des einen Kettengliedes verankert sind und von denen die Bolzen 66 im Seitenteil des anschließenden Kettengliedes in auf einem Kreisumfang angeordnete Langlöcher 61 eingreifen.
Position und Bogenwinkel der Langlöcher bestimmen dabei die Beweglichkeit der Kabelschleppkette. Im vorliegenden Fall sind die Positionen und die Bogenwinkel CC der Langlöcher so gewählt, daß die Kabelschleppkette nur in eine Richtung ausknicken kann. - Gemäß Figur 6 sind die Bolzen 66 der Kettenglieder 56 nach außen weisend achsial verlängert; mit dieser Verlängerung 65 greifen die Bolzen 66 in die Verzahnung der Vorschubrollen 31 und 36 ein.
Zur Montage des aus fahrbaren Mastes sind an dem Rahmen 20 die beiden Laschen 21 mit den Ösen 22 zum Einsetzen von Traghaken versehen.
8 Ansprüche 6 Figuren - Leerseite -

Claims

Patentansprüche /1. Einrichtung zum Positionieren eines Meß-, Prüf- oder Arbeitsgerätes in einen Raum mit großer vertikaler Ausdehnung, bestehend aus - einem oberhaIb des Raumes horizontal verfahrbaren Brückenträger, - einem längs des Brückenträgers verfahrbaren Katzfahrwerk, - einem am Katzfahrwerk angeordneten, teleskopartig vertikal nach unten absenkbaren Mast und - aus einem an dem Mast angeordneten Meß-, Prüf- oder Arbeitsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß der absenkbare Mast aus zwei einseitig auslenkbaren Kabelschleppketten (24, 26) besteht, die auf zwei sich spiegelsymmetrisch gegenüberstehenden Spulen (Kettenspeicher) (23, 25) synchron auf- und abwickelbar angeordnet sind, wobei die beiden Kabelschleppketten beim Abspulen Rücken an Rücken aneinander anliegend zum Hängen kommen, und daß die beiden freien Enden der Kabelschleppketten mit einer Anschlußplatte (55) verbunden sind, an der das Meß-, Prüf- oder Arbeitsgerät fixierbar ist.
2. Positioniereinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Spulen über zwischengeschaltete Zahnräder und Zahnriemen (29 - 39) einem gemeinsamen Antrieb (27) zugeordnet sind, der auch zwei den Kabelschleppketten zugeordnete Vorschubrollen (31, 36) antreibt.
3. Positioniereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kabelschleppketten mit dem zugeordneten Antriebssystem auf einem Rahmen (40) angeordnet sind der an dem Katzfahrwerk (4, 5) lösbar befestigt ist.
4. Positioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h c h 9 e k e n n z e i c h n e t , daß in den Stegen (59, 60) der Kabelschleppketten Energie-und/oder Steuer- und/oder Videoleitungen (64) geführt sind und daß diesen Leitungen auf der drehbaren Achse (42) der jeweiligen Spule (25) eine mit der drehbaren Achse drehfest verbundene Kabelspule (43) zugeordnet ist, die über eine bezüglich der drehbaren Achse drehbare Umspulvorrichtung (41) mit einer feststehenden Kabelspule (48) gekoppelt ist.
5. Positioniereinrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Energie-, Steuer- und Videoleitungen (64) durch die hohle Welle (42) der jeweiligen Spule hindurch zu der jeweiligen Auflagefläche der drehfest mit der drehbaren Achse verbundenen Kabelspule (43) geführt sind.
6. Positioniereinrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Umspulvorrichtung (41) auf einer mit der drehbaren Achse verbundenen Welle (44) drehbar gelagert ist und daß diese Welle über ein Getriebe (51, 52, 52', 53) mit der Umspulvorrichtung (41) in Eingriff steht.
7. Positioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Umlenkrollen der Umspulvorrichtung radial zur Achse der Spule federnd gelagert sind.
8. Positioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in den Stegen der Kabelschleppketten zusätzlich ein aufgeblasener, gummielastischer Schlauch geführt ist.