DE3414701C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Positionieren eines Meß-, Prüf- oder Arbeitsgerätes in einen Raum mit großer vertikaler Ausdehnung.

Die Herstellung oder Bearbeitung von Industrieerzeugnissen erfolgt mitunter in Räumen, die dem Menschen nicht zugäng­ lich 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. Diesen Manipulator können Hilfsgeräte wie ein Meß-, Prüf- oder Arbeitsgerät zugeordnet sein, beispielsweise eine Fernsehkamera- und Beleuchtungseinheit, ein Mini-Greifer oder ein Schraub­ gerät, die zweckmäßig unabhängig vom Manipulator in dem Raum positionierbar sind.

Für das Arbeiten in Räumen mit großer vertikaler Ausdeh­ nung sind jedoch Ausleger mit Teleskoprohrführung, wie sie beispielsweise aus der DE 25 24 265 bekannt sind, nur bedingt geeignet, da diese durch die bei großen Ausleger­ strecken erforderlichen langen Teleskopstücke einen hohen Platzbedarf im eingefahrenen Zustand haben.

Aus der DE-AS 12 43 847 ist ein einziehbarer Kranausleger bekannt, der aus mehreren gelenkig kettenartig miteinander verbundenen Gliedern besteht, deren Länge zum äußeren Glied hin zunimmt. Dieser bekannte Kranausleger benötigt zwar im eingefahrenen Zustand nur einen geringen Platz, ist jedoch für das Arbeiten in vertikaler Richtung nicht geeignet, da die Kette nur bei Belastung in einer Richtung stabil ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine einfache Mastkonstruktion zu schaffen, die im eingefahrenen Zustand einen geringen Platzbedarf hat und bei der die am freien Ende des Mastes angeordneten Hilfsgeräte auch auf Längen von mehr als 10 Meter ausfahrbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung ein ver­ tikal nach unten absenkbarer Mast vorgesehen, der zwei einseitig auslenkbare Kabelschleppketten enthält, 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 wobei die bei­ den freien Enden der Kabelschleppketten mit einer Einrich­ tung zum Fixieren eines Meß-, Prüf-oder Arbeitsgerätes versehen sind.

Bei einer derartigen Ausgestaltung der Positioniereinrich­ tung 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 "Energieführungsket­ ten" der Fa. Kabel Schlepp) so gestaltet, daß ein Aus­ knicken 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 Kabelschlepp­ kette 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 dreh­ fest verbundene Kabelspule zugeordnet ist, die über eine bezüglich der drehbaren Achse drehbare Umspulvor­ richtung mit einer feststehenden Kabelspule gekoppelt ist. Die auf diesen beiden Spulen gespeicherten Lei­ tungslängen sind beim Aus- und Einfahren des Mastes den beiden Kabelspulen in unterschiedlichen Längen zu­ geordnet. 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 drehfest mit der drehbaren Achse verbundenen Kabelspule geführt sind. Um weiterhin einen exakten, die Leitungen mög­ lichst wenig mechanisch beanspruchenden Umwickelvor­ gang zu gewährleisten, empfiehlt es sich, daß die Um­ spulvorrichtung auf einer mit der drehbaren Achse ver­ bundenen 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 Zahnräder und Zahnriemen den beiden Spulen gemeinsam zuge­ ordnet ist und der auch zwei den Kabelschleppketten zuge­ ordnete Vorschubrollen antreibt. In die Zähne dieser Vor­ schubrollen greifen dabei Bolzen ein, von denen je zwei an der Drehlagerung der einzelnen Kettenglieder nach außen hervor­ stehen.

Zur Vereinfachung des konstruktiven Aufbaus der Positionier­ einrichtung als Ganzes und zur leichteren Handhabung der Positioniereinrichtung bei der Montage empfiehlt es sich im übrigen, die Kabelschleppketten mit dem zugeordneten An­ triebssystem auf einem Rahmen anzuordnen, der an einem Katz­ fahrwerk lösbar befestigt ist. - Zur Verringerung des Spieles der Kettenglieder untereinander kann im übrigen in den Stegen der Kabelschleppketten zusätzlich ein aufge­ blasener, gummielastischer Schlauch geführt sein.

Ein Ausführungsbeispiel der neuen Positioniereinrichtung ist in den Fig. 1 bis 6 dargestellt. Dabei zeigen die

Fig. 1 und 2 eine Front- und eine Seitenansicht der Positioniereinrichtung,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht von oben,

Fig. 4 eine Detaildarstellung der Umspul­ vorrichtung,

Fig. 5 zwei Kettenglieder der Kabelschlepp­ kette und

FFig. 6 ein Detail an einem Kettenglied.

Die Fig. 1 und 2 zeigen den horizontal verfahrbaren Brückenträger 1, an dessen einer Seitenfläche zwei horizon­ tal 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 An­ triebsmotor 6 und den beiden Antriebsrollen 7 und 8, mit de­ nen das Ritzel des Antriebsmotors in Verbindung steht. An der unteren Schiene 3 greifen klappbare, im Betrieb verti­ kal 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 übri­ gen mit zwei Laschen 11 und 12 für den Transport der Ein­ richtung 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 spie­ gelsymmetrisch zur vertikalen Achse des Rahmens 20 gegen­ über, wobei die beiden Schleppketten im Bereich zwischen den beiden Spulen zusammengeführt und an ihren freien Enden an der Anschlußplatte bzw. Trägerplatte 55 fixiert und mit­ einander verbunden sind. Zum Auf- und Abwickeln der Kabel­ schleppketten 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 Ge­ trieberad 30 ist über den Zahnriemen 32 mit dem Antriebsrad 33 für die Spule 23 gekoppelt. - Die Vorschubrolle 31 ist mit der Vorschubrolle 36 über das Zahnradgetriebe 34/35 mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 gekoppelt. Auf der Achse der Vorschubrolle 36 befindet sich das Getrie­ berad 37, das über den Zahnriemen 38 mit dem Antriebsrad 39 für die Spule 25 gekoppelt ist. Alle Antriebsteile, mit Aus­ nahme 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 Umspulvor­ richtung kann der Spule 23 zugeordnet sein.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 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 befestigten feststehenden Kabelspule 48 und der zwischen den beiden Spulen aus dem Arm 49 und der Führungsrolle 50 bestehenden Umspulvor­ richtung. Hierbei ist an der hohlen Achse 42 der Achsstummel 44 befestigt, auf dem eine Buchse 46 mittels der Gleit­ lager 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 Ein­ griff 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 Getrie­ be gewährleistet dabei, daß es bei einer Drehbewegung der Spule 25 zu einem gleichmäßigen Überlauf der auf der Kabel­ spule 43 benötigten oder von dieser freigegebenen Leitungs­ länge 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 Kabel­ spule 43 geführt.

Die einzelnen Kettenglieder der Kabelschleppketten 24 und 26 sind im wesentlichen gemäß der Darstellung in Fig. 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 Ketten­ gliedern im noch nicht montierten Zustand dargestellt.

Dabei ist erkennbar, daß zwei aufeinanderfolgende Ketten­ glieder 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 da­ bei die Beweglichkeit der Kabelschleppkette. Im vor­ liegenden Fall sind die Positionen und die Bogenwinkel α der Langlöcher so gewählt, daß die Kabelschleppkette nur in eine Richtung ausknicken kann. - Gemäß Fig. 6 sind die Bolzen 66 der Kettenglieder 56 nach außen weisend axial verlängert; mit dieser Verlängerung 65 greifen die Bolzen 66 in die Verzahnung der Vorschub­ rollen 31 und 36 ein.

Zur Montage des ausfahrbaren Mastes sind an dem Rahmen 20 die beiden Laschen 21 mit den Ösen 22 zum Einsetzen von Traghaken versehen.

Claims (7)

1. Einrichtung zum Positionieren eines Meß-, Prüf- oder Arbeitsgerätes in einen Raum mit großer vertikaler Ausdeh­ nung, mit einem vertikal nach unten absenkbaren Mast, der zwei einseitig auslenkbare Kabelschleppketten (24, 26) enthält, die auf zwei sich spiegelsymmetrisch gegenüber­ stehenden Spulen (Kettenspeicher) (23, 25) synchron auf- und abwickelbar angeordnet sind, wobei die beiden Kabel­ schleppketten (24, 26) beim Abspulen Rücken an Rücken aneinander anliegend zum Hängen kommen, und wobei die beiden freien Enden der Kabelschleppketten (24, 26) mit einer Einrichtung (55) zum Fixieren eines Meß-, Prüf-oder Arbeitsgerätes versehen sind.

2. Positioniereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spulen (23, 25) über zwischengeschaltete Zahnräder und Zahnriemen (29 bis 39) einem gemeinsamen Antrieb (27) zugeordnet sind, der auch zwei den Kabelschleppketten (24, 26) zugeordnete Vorschubrollen (31, 36) antreibt.

3. Positioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stegen (59, 60) der Kabelschleppketten (24, 26) 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 dreh­ fest verbundene Kabelspule (43) zugeordnet ist, die über eine bezüglich der drehbaren Achse drehbare Umspulvorrich­ tung (41) mit einer feststehenden Kabelspule (48) gekoppelt ist.

4. Positioniereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, 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 verbun­ denen Kabelspule (43) geführt sind.

5. Positioniereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, 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 Umspul­ vorrichtung (41) in Eingriff steht.

6. Positioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrollen der Umspulvorrichtung radial zur Achse der Spule federnd gelagert sind.

7. Positioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stegen der Kabelschleppketten (24, 26) zusätzlich ein aufgeblasener, gummielastischer Schlauch geführt ist.