DE3522076A1

DE3522076A1 - Vorrichtung zum auswechseln der greiferbacken an manipulatoren

Info

Publication number: DE3522076A1
Application number: DE19853522076
Authority: DE
Inventors: Gordon Warrington Cheshire Crawford
Original assignee: British Nuclear Fuels PLC
Current assignee: Sellafield Ltd
Priority date: 1984-06-21
Filing date: 1985-06-20
Publication date: 1986-01-02
Also published as: FR2566312A1; GB2160496B; FR2566312B1; US4674946A; JPS6130391A; GB8415914D0; GB2160496A

Description

SCHWABE · SANDMAIR · MARX

PATÜNTANWÄLFE STUNTZSTRASSE 16 8000 MÜNCHEN 80 OOZZU /O

Anwaltsakte 34 476

British Nuclear Fuels pie Cheshire / England

Vorrichtung zum Auswechseln der Greiferbacken an Manipulatoren

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswechseln der Backen an Manipulatoren, die für die Fernhandhabung gefährlicher Gegenstände verwendet werden.

In der Kernindustrie ist es erforderlich, gefährliche, radioaktive oder kontaminierte Gegenstände per Fernbedienung zu handhaben. Dies kann mittels Manipulatoren geschehen, die sich durch eine Wand aus Abschirmmaterial erstrecken, welche einen Raum umgeben, der die Gegenstände aufnimmt. Die Manipulatoren werden durch Bedienungspersonen von der Außenseite des Raumes her gesteuert und weisen Greiferbackenanordnungen an ihren Enden innerhalb des Raumes auf.

Im Verlaufe des Gebrauchs können die Greiferbackenanordnungen beschädigt werden oder Funktionsfehler aufweisen, was ihre Entfernung und Erneuerung erfordert. Die vorliegende Erfindung liefert eine Einrichtung, um die Greiferbackenanordnungen innerhalb des Raumes zu entfernen und auszuwechseln.

* (089) 988272-74 Telekopierer: (089) 983049 Bankkonten: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270)

Telex: 524560 Swan d KaIIe Infotec 6350 Gr. Il + III Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM

Postgiro München 65343-808 (BLZ 70010080)

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Vorrichtung zum Auswechseln der Greiferbacken an Manipulatoren einen Tragrahmen auf/ der einen Schlitten aufweist, der zwischen mindestens einer ersten und zweiten Lage beweglich ist, und Absetzblöcke für Greiferbackenanordnungen/ die am Rahmen an der ersten und zweiten Lage angebracht sind, wobei der Schlitten eine öffnung aufweist, um den Durchtritt einer Greiferbackenanordnung hierdurch zu ermöglichen und ein verschiebliches Teil am Ende eines Manipulatorarmes aufzunehmen, der eine lösbare Kupplung zwischen der Greiferbackenanordnung und dem Ende des Armes aufweist, und wobei die Kupplung infolge der Bewegung des Schlittens relativ zu den Absetzblöcken und der Aufbringung einer Kraft auf den Manipulatorarm in Richtung gegen die Greiferbackenanordnung in und außer Eingriff bringbar ist.

Die lösbare Kupplung kann ein erstes, mit der Greiferbackenanordnung verbundenes5Teil und ein zweites, im verschieblichen Teil bewegliches Teil aufweisen.

Das erste Kupplungsteil kann ein Element mit T-Querschnitt und dais zweite Kupplungsteil kann ein Kanalteil aufweisen, wobei der Schaft des Elements mit T-Querschnitt in einem Schlitz im Kanalteil verschieblich ist.

Das Kanalteil kann an einem Ende geschlossen sein.

Das verschiebliche Teil kann eine am Ende des ManipulagQ torarmes verschiebliche Manschette aufweisen.

Jeder Absetzblock kann eine kreuzförmige Nut in jener Fläche aufweisen, die dem Schlitten zugewandt ist.

gg Die kreuzförmige Nut kann eine erste und eine zweite, zur ersten quer verlaufende Nut aufweisen, welche enger ist als die erste Nut.

χ Es kann eine Arretiereinrichtung vorliegen, um den Schlitten in der ersten und zweiten Lage lösbar zu halten.

Die Arretiereinrichtung kann Kugelarretierungen aufweir sen, die mit Aussparungen im Schlitten in Zusammenwirkung bringbar sind und durch eine Kraft lösbar sind, die vom Manipulatorarm ausgeübt wird.

IQ Die Erfindung wird beispielsweise und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:

Fig. 1 die Ansicht einer Greiferbackenanordnung ist, die am Ende eines Manipulatorarmes angebracht ^ist'

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer lösbaren

Kupplung zwischen der Greiferbackenanordnung und dem Arm ist,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Aus-2Q wechseln der Greiferbacken ist,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung zum Auswechseln der Greiferbacken ist, und

Fig. 5 ein Schnitt längs Linie A-A in Fig. 3 ist.

Fig. 1 zeigt eine Greiferbackenanordnung 1 am Ende eines Manipulatorarmes 2. Die Anordnung 1 weist Greiferbacken 3 auf, die gemeinsam bewegt werden können, um zwischeneinander einen Gegenstand bzw. ein Objekt zu ergreifen, wobei die Bewegung durch eine Betätigungseinrichtung

OQ an dem entgegengesetzten, abgelegenen Ende des Armes 2 gesteuert wird. Im Falle eines Manipulators zum Handhaben radioaktiver Gegenstände durchdringt der Manipulatorarm eine Wand aus Abschirmmaterial, um in einer Handsteuerung für eine Bedienungsperson zu enden.

Wie schematisch in Fig. 2 gezeigt, kann die Greiferbackenanordnung 1 am Ende des Manipulatorarmes mittels eines

T-förmigen Blocks 4 an der Greiferbackenanordnung angebracht wird, der mit einem kanalförmigen Teil 5 am Ende des Armes 2 zusammenwirkt. Das kanalförmige Teil 5 kann an einem Ende geschlossen sein, am entgegengesetzten Ende offen sein und weist einen Schlitz 6 in seiner Unterseite auf, um den Schaft des Blocks 4 mit T-förmigem Querschnitt aufzunehmen. Die Anordnung bildet eine lösbare Kupplung, die durch die Relativbewegung zwischen dem Block 4 und dem Teil 5 wirksam ist, um den Block 4 durch das offene Ende des Teiles 5 zu bewegen.

Das Teil 5 ist normalerweise innerhalb einer Manschette 7 angeordnet, die am Ende des Armes 2 verschieblich ist, und ist gegen die Backenanordnung durch eine Schraubenfeder 8 gedrückt. Die Manschette 7 ist kegelstumpfförmig und weist ein sich verjüngendes Profil auf.

Die Greiferbackenanordnung weist einen Körper mit durch einen Abstand getrennten Seitenplatten 9 auf, zwischen welchen die Greiferbacken schwenkbar angebracht sind, und jede Platte 9 weist eine Positionierungsrippe 12 auf, die auswärts hiervon vorspringt.

Es wird nun auf die Fig. 3, 4 und 5 Bezug genommen; eine Vorrichtung zum Ändern von Greiferbacken weist einen Rahmen 20 mit einer Unterseite 21 und zwei Endwänden 22, 23 auf. Ein Schlitten 24 ist verschieblich an einem Paar paralleler Wellen 25 angebracht, die sich zwischen den Endwänden 22, 23erstrecken. Der Schlitten 24 weist eine Bühne 26 auf, welche fest an Lagergehäusen 27 befestigt ist, die an den Wellen 25 verschieblich sind.

Die Schlittenbühne 26 ist mit einer Durchgangsöffnung in Form eines rechteckigen Schlitzes 28 ausgebildet, der Qc einen vergrößerten, im wesentlichen kreisförmigen mittleren Abschnitt 29 aufweist, wobei die Gestalt der Öffnung so ausgebildet ist, daß sie die Backenanordnung und das

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Ende des Manipulatorarmes aufnimmt. Die Oberfläche des Schlittens rund um die öffnung kann abgeschrägt sein, um zum Einführen der Greiferbackenanordnung und des Endes des Manipulatorarmes in die öffnung beizutragen.

Der vergrößerte mittlere Bereich der öffnung in der Bühne ist verjüngt, um mit der Abschrägung an der Manschette 7 am Ende des Armes zusammenzuwirken. Die Greiferbackenanordnung und der Arm werden in die öffnungen der Plattform 26 so abgesenkt, daß die Manschette innerhalb des konischen mittleren Bereiches aufsitzt. In dieser Lage erstreckt sich die Greiferbackenanordnung nach unten und liegt unter der Plattform 26 frei.

Die Unterseite 21 des Rahmens 20 trägt zwei Absetzblöcke 30, 31, wobei die Blöcke 30, 31 so angeordnet sind, daß sie unmittelbar unterhalb der öffnung in der Bühne 26 liegen, wenn sich der Schlitten 24 in den Endlagen befindet. An den Endlagen liegt der Schlitten gegen Anschlage 32 an den Endwänden 22, 23 an und ist in seiner Lage lösbar durch Kugelarretierungen 33 gehalten, die mit gekerbten Einsätzen 34 in der Oberfläche der Bühne zusammenwirken.

Jeder Absetzblock 30, 31 weist eine kreuzförmige Öffnung 35 zur Aufnahme der Greiferbackenanordnung 1 auf. Die durch einen Abstand getrennten Seitenplatten 9 der Anordnung 1 werden in der breiten Nut oder dem Schlitz der Öffnung 35 aufgenommen, die bzw. der sich in Längsrichtung des Rahmens 20 erstreckt, und die Rippen 12 werden in der engeren Quernut oder dem Querschlitz der öffnung aufgenommen. Die Breite des QuerSchlitzes zur Aufnahme der Rippen 12 kann an den gegenüberliegenden Seiten des breiten Schlitzes der öffnung unterschiedlich sein, und die Rippen 12 können passend hierzu unterschiedliche Dicke aufweisen, wobei die Greiferbackenanordnung in den Absetzblöcken nur eine einzige Ausrichtung einnehmen kann.

In den Pig. 3 und 4 ist der Schlitten in einer Endlage oberhalb des Absetzblockes 30 gezeigt. Die Greiferbackenanordnung 1, die am Ende des Manipulatorarmes angebracht ist, ist im Absetzblock 30 angeordnet und wird vom Schlitten her infolge der Keilwirkung der konischen Manschette 7 im konischen mittleren Bereich der öffnung in der Schlittenbühne 26 getragen. Wie gezeigt, erstrecken sich die Seitenplatten 9 und die Rippen 12 der Greiferbackenanordnung nicht bis zum Boden 35c der kreuzförmigen öffnung 35 im Block 30. In Fig. 3 trägt der Absetzblock 31 eine Austausch-Greiferbackenanordnung, wobei die Seitenplatten 9 auf dem Boden der kreuzförmigen Öffnung 35 aufsitzen.

Um die Greiferbackenanordnung 1 vom Manipulatorarm zu lösen, wird ein abwärts gerichteter Druck über den Arm ausgeübt, um die Anordnung 1 so zu verschieben, daß sie gegen den Boden des Schlitzes im Absetzblock 30 anschlägt. Die Manschette 7 verbleibt fest in ihrer Lage und kann sich nicht nach unten bewegen. Dies führt dazu, daß die lösbare Kupplung zwischen der Greiferbackenanordnung und dem Ende des Manipulatorarmes freigegeben wird. Während man den abwärts gerichteten Druck beibehält, wird der Arm von der Greiferbackenanordnung dadurch gelöst, daß man den Schlitten in Richtung gegen den Absetzblock 31 verschiebt. Die Schlittenbewegung wird auch mittels des Manipulatorarmes bewirkt.

Der abwärts gerichtete Druck, der vom Manipulatorarm aufgO gebracht wird, kann aufgehoben werden, unmittelbar nachdem das Ende des Arms vom T-Stück 4 an der Greiferbackenanordnung freigekommen ist und während der Bewegung des Schlittens zum Absetzblock 31. Die Aufhfebung des Druckes veranlaßt das kanalförmige Teil 5 am Ende des Armes, gg in die kegelstumpfförmige Manschette 7 unter Wirkung der Schraubenfeder 8 erneut einzutreten. Wenn das kanalförmige Teil am einen Ende geschlossen ist und zwar am

vorderen Ende, bei der Bewegung weg von der Greiferbackenanordnung im Absetzblock 30, dann ist es erforderlich, das Ende des Armes um 180° zu verdrehen, damit das offene Ende des kanalförmigen Teils 5 dem T-Stück 4 an der Greiferbackenanordnung im Absetzblock 31 zugewandt ist. Das Verschließen eines Endes des Teils 5 unterstützt die genaue Ausrichtung zwischen der Greiferbacke und dem Arm in einer Richtung parallel zu den Wellen 25. Dieser zusätzliche Schritt kann jedoch auch dann weggelassen werden, wenn das kanalförmige Teil am Ende des Armes an beiden Enden offen ist.

Bei der Annäherung an den Absetzblock 31 wird wiederum ein abwärts gerichteter Druck auf das Ende des Armes ausgeübt, um das kanalförmige Teil unterhalb der konischen Manschette 7 wieder freizulegen. Die Schlittenbewegung fährt fort, bis der Schlitten gegen den Anschlag oder gegen Anschläge 32 an der Endwand 23 anschlägt, in welcher Lage dann das kanalförmige Teil rund um das T-Stück an der Greiferbackenanordnung im Block 31 angeordnet ist. Nachfolgend wird der abwärts gerichtete Druck auf den Arm aufgehoben, was die Schraubenfeder veranlaßt, in ihre normale Lage zurückzukehren und das T-Stück und das kanalförmige Teil, die in gegenseitigen Eingriff getreten sind, in das Innere der Manschette 7 zu ziehen. Die Geeiferbackenanordnung kann dann aus dem Absetzblock 31 herausgehoben werden und verbleibt zuverlässig am Ende des Manipulatorarmes angebracht.

Die Greiferbacken-Auswechselstation ist innerhalb eines Baumes beweglich, und Kugelarretierungen halten den Schlitten an seiner Endlage ungeachtet der Anordnung oder Ausrichtung der Station und während der Bewegung zwischen Manipulatorpositionen. Der Schlitten ist lediglich längs der Stangen 25 dann verschieblich, wenn er körperlich durch einen Manipulatorarm während des Austauschs einer Greiferbackenanordnung geschoben wird.

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Claims

SCHWABE · SANDMAiR MARX W B NTANWALTE STUNTZSTRASSE 16 ■ 8000 MÜNCHEN 80 OOZZU/O Anwaltsakte 34 476 British Nuclear Fuels pie Cheshire / England Vorrichtung zum Auswechseln der Greiferbacken an Manipulatoren Ansprüche

1. Vorrichtung zum Auswechseln der Greiferbacken an Manipulatoren,

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- ein Tragrahmen (20) mit einem Schlitten (24), der mindestens zwischen einer ersten und zweiten Lage beweglich ist,

- Absetzblöcke (30, 31) für Greiferbackenanordnungen

(1), die am Rahmen an der ersten und zweiten Lage anbracht sind,

- der Schlitten weist eine Öffnung (28, 29) auf, um den Durchtritt einer Greiferbackenanordnung hierdurch zu ermöglichen und ein verschiebliches Teil (7) an einem Ende (2) eines Manipulatorarmes aufzunehmen, mit einer lösbaren Kupplung (4, 5) zwischen der Greiferbackenanordnung und dem Ende des Armes, und

C 1 Π τ Γ _2_ O O .1£ U /

- die Kupplung wird infolge der Bewegung des Schlittens relativ zu den Absetzblöcken und durch Aufbringung einer Kraft auf den Manipulatorarm in Richtung gegen die Greiferbackenanordnung in und außer Eingriff gebracht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dab die lösbare Kupplung ein erstes Teil (4) aufweist, das mit der Greiferbackenanordnung verbunden ist, und ein zweites Teil (5), das im verschieblichen Teil beweglich ^ist·

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungsteil ein Element (4) mit T-Querschnitt und das zweite Kupplungsteil ein Kanalteil (5) aufweist, wobei der Schaft des Elements mit T-Querschnitt in einem Schlitz (6) im Kanalteil verschieblich ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

%, daß das Kanalteil (5) am einen Ende geschlossen ist.

20
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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, daß das verschiebliche Teil eine Manschette (7) aufweist, die am Ende des Manipulatorarmes verschieblich ist.

25

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch

gekennzeichnet, daß jeder Absetzblock eine kreuzförmige Nut (35) in jener seiner Oberflächen aufweist, die dem Schlitten zugewandt ist.

30

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die kreuzförmige Nut eine erste Nut und eine zweite Nut aufweist, die quer zur ersten Nut verläuft und enger ist als diese.

35

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Arretierungseinrichtung (33, 34), um den Schlitten in der ersten und zweiten Lage lösbar

ORIGINAL INSPECTED

zu halten.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet/ daß die Arretierungseinrichtung Kugelarretierungen (33) 5 aufweist, die mit Aussparungen (34) am Schlitten (24) zusammenwirken können und durch eine Kraft lösbar sind, die durch den Manipulatorarm ausgeübt wird.