DE3600225C2 - Vorrichtung zum Auf- und Abwickeln eines Kabels - Google Patents

Vorrichtung zum Auf- und Abwickeln eines Kabels

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auf- und Ab­ wickeln eines Kabels nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-AS 11 97 718 bekannt.
In Industrieanlagen müssen häufig Kontrollen ausgeführt wer­ den, um die Entwicklung der gewisse Teile der Anlage bilden­ den Materialien festzustellen oder um zu prüfen, ob empfind­ liche Teile gefährliche Verschlechterungen aufweisen. Es kann notwendig sein, diese Kontrollen aus der Ferne auszu­ führen, weil die zu prüfenden Teile nicht zugänglich sind oder weil die in der industriellen Anlage herrschenden Be­ dingungen für Bedienungspersonen gefährlich sind.
Wenn man zum Beispiel die Rohre der Dampfgeneratoren von Druckwasserreaktoren kontrolliert, muß von der Ferne aus von der Außenseite des Dampfgenerators her unter dessen Wasserkasten vorgegangen werden. Die Kontrolle der Rohre der Dampfgeneratoren von Druckwasserreaktoren besteht häufig darin, daß in die Rohre Ultraschall- oder Wirbelstromsonden eingeführt werden, die die gewonnenen Meßergebnisse über sehr lange Kabel übertragen, deren nicht mit der Sonde ver­ bundenes Ende in elektrischer Verbindung mit einem Gerät zur Auswertung der Meßsignale besteht.
Diese Kabel haben im allgemeinen eine Anordnung von Leitern, die die verschiedenen Meßsignale zum Gerät zur Auswertung dieser Signale übertragen.
Die Verschiebung der Sonden in der Anlage im Verlauf der Kontrolle, zum Beispiel in den Rohren eines Dampfgenerators, erfolgt sehr häufig durch Schub- oder Zugwirkungen an einem Teil des außerhalb der Anlage befindlichen Kabels. Diese Schub- oder Zugwirkungen können von Hand oder durch eine elektromechanische Steueranordnung oder Zug-Schubeinrich­ tung ausgeführt werden. Das Kabel hat eine ausreichende Steifheit, um die Übertragung von Zug- und Schubkräften an seinem die Sonde tragenden Ende zu ermöglichen.
Der der Sonde entgegengesetzte Endteil des Kabels wird im allgemeinen auf eine zylindrische Trommel aufgewickelt, was eine Begrenzung der mechanischen Verschlechterungsgefahren des Kabels und der Bildung von Knoten ermöglicht, die Blockierungen hervorrufen können.
Das Ende des Kabels, das in elektrische Verbindung mit dem Gerät zur Auswertung der Meßsignale gebracht werden soll, macht die Drehung der Trommel mit, so daß mehrspurige dreh­ bare Stecker verwendet werden müssen, wobei jede leitende Spur einem Meßleiter entspricht. Die Herstellung dieser Stecker stellt schwer zu lösende Probleme und erfordert die Wahl von geeigneten Materialien, um eine gute Übertragung der Signale zu gewährleisten. Die Kosten dieser Stecker sind somit hoch. Andererseits erfordert die Verwendung dieser Stecker besondere Vorsichtsmaßnahmen, die nicht immer aus­ reichen, um jede Gefahr von Störungen zu vermeiden. Diese dem Meßsignal überlagerten und insbesondere durch einen schlechten Kontakt zwischen den Schleifkontakten und den Spuren der Stecker bedingten Störungen können Meßfehler nach sich ziehen, die zu einer unbefriedigenden Kontrolle führen.
Man hat Auf- und Abwickelvorrichtungen für Kabel vorgeschla­ gen, bei denen eines der Enden der Kabel fest bleibt und somit die Verwendung eines drehbaren Steckers vermeidet. Der­ artige Vorrichtungen sind jedoch nicht bei einem Kabel an­ wendbar, das durch Schub oder Zug verschoben wird.
Man kennt auch Aufwickelvorrichtungen für Draht, zum Beispiel Walzdraht, die ein zylindrisches Aufnahmegehäuse für den Draht und eine Führungsleitung aufweisen, in denen sich der Draht bewegt. Diese Führungsleitung gewährleistet den Trans­ port des Drahts bis zum Umfangsteil des Gehäuses, in dem der Draht aufgewickelt wird. Das zylindrische Gehäuse wird um seine Achse gedreht, so daß die Drehbewegung zwischen dem Gehäuse und der Führungsleitung, durch welche der Draht an­ kommt, das Aufwickeln des Drahts innerhalb des Gehäuses er­ möglicht. Eine derartige Vorrichtung wurde jedoch niemals bei einem durch Schub und Zug verschobenen Meßkabel angewen­ det und ermöglicht auch nicht eine einfache Aufnahme der Meßsignale.
Die DE-AS 11 97 718 beschreibt einen Auffangkorb für ein Kabel, welcher mit Organen versehen ist, die ein aufzu­ wickelndes Kabel auf einem Kegelstumpf geordnet anordnen. Das Kabel ist offenbar ein sehr flexibles, weiches Kabel, über dessen Meranführung an den Korb nichts ausgesagt ist. Bei solchen Anordnungen benötigt man zwei synchronisierte Antriebsmechanismen, die das Abwickeln und Aufwickeln steuern.
Die DD-PS 2 02 781 beschreibt eine Leitungstrommel mit Auf­ wickler. Auch hier ist davon auszugehen, daß es sich bei den aufzuwickelnden Kabeln um weiche, wenig steife Drähte han­ delt, die beim Abwickeln gezogen werden müssen und ein Schieben nicht in Frage kommt.
Der Erfindung liegt daher als Aufgabe die Schaffung einer Vor­ richtung zum Auf- und Abwickeln eines Kabels zugrunde, dessen eines Ende in elektrische Verbindung mit einer feststehenden Ein­ richtung steht, mit einer Platte einschließlich eines Um­ fangsteils, auf dem sich das Kabel aufwickelt, und mit einer Führungseinrichtung zur Führung des Kabels bis zum Umfangs­ teil der Platte, wobei das Kabel in Bewegungsrichtung auf­ wärts von der Führungsleitung, d. h. auf der der Platte ge­ genüberliegenden Seite, mit einer Schub- und Zugeinrichtung in Eingriff steht, die die Verschiebungen des Kabels aus­ führt, und wobei die Platte und die Führungsleitung zum Auf- und Abwickeln des Kabels gegeneinander gedreht werden, welche Vorrichtung ein einfaches Auf- und Abwickeln des Kabels unter guten Bedingungen und unter Vermeidung von drehbaren Steckern gestattet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Unteransprüche sind auf Merkmale vorteilhafter Ausgestaltungen gerichtet.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt eines Dampfgenerators, bei dem man eine Kontrolle der Rohre ausführt;
Fig. 2a eine halbe Ansicht A von Fig. 1 der Auf- und Abwickel­ vorrichtung;
Fig. 2b eine halbe Ansicht B von Fig. 1 der Auf- und Ab­ wickelvorrichtung für Kabel;
Fig. 2c einen Schnitt CC von Fig. 2a;
Fig. 3a eine vergrößerte Ansicht der Einzelheiten A von Fig. 2c;
Fig. 3b eine vergrößerte Ansicht der Einzelheit B von Fig. 2c.
In Fig. 1 sieht man das Unterteil 1 eines Dampfgenerators mit einem Wasserkasten 2, einem Bündel von Rohren 3 und einer Rohrplatte 4, die von den Unterteilen der Rohre 3 des Bündels durchquert wird.
Zur Kontrolle der Rohre führt man durch eine Öffnung 5 des Wasserkastens ein Kabel 6 ein, an dessen Ende eine Sonde 7 befestigt ist, die aufeinanderfolgend in jedes der Rohre des Bündels durch eines seiner Enden eingeführt werden kann. Die Sonde 7 kann im Rohr durch eine Anordnung ver­ schoben werden, die eine Zug-Schubvorrichtung 9 und die Auf- und Abwickelvorrichtung 10 für Kabel aufweist.
Die Zug-Schubvorrichtung enthält innerhalb eines von einem Träger 14 getragenen Gehäuses 13 in bekannter Weise eine Anordnung von Rollen 11, die von einem Motor 12 in der einen oder anderen Richtung angetrieben werden.
Die Auf- und Abwickelvorrichtung 10 für Kabel, die im ein­ zelnen in Verbindung mit Fig. 2a, 2b und 2c beschrieben wird, enthält eine Platte 15, die zur Aufnahme des Kabels be­ stimmt und mit einem Träger 16 starr verbunden ist, und eine Führungsleitung 17, in die sich das Kabel 6 am Aus­ tritt aus der Zug-Schubvorrichtung 9 bewegt. Die Führungs­ leitung 17 hat ein dem Umfangs der Tragplatte 5 benachbar­ tes Ende, von wo aus die Verteilung des Kabels zu dessen Auf- oder Abwicklung an der Platte 15 erfolgt. Die Führungs­ leitung hat längs einer inneren Mantellinie 17b der Krüm­ mung der Führungsleitung 17 einen Schlitz 17b. Dieser Schlitz erleichtert die Einführung der Sonde und ihres Kabels, dessen Steifheit ihm ein leichtes Annehmen der Form der Führungsleitung 17 verbietet. Die Zug-Schubvorrich­ tung 9 befindet sich geringfügig in Bewegungsrichtung auf­ wärts vom anderen Ende der Führungsleitung 17, das ihr Eintrittsende bildet.
Das der Sonde 7 gegenüberliegende Ende des Kabels ist an der Platte 15 befestigt und mit einem Gerät 18 zur Auswer­ tung der vom Kabel 6 übertragenen Meßsignale verbunden. Die Verbindungsstelle zwischen dem Ende des Kabels und dem Gerät 18 stellt keinerlei Problem, da der Träger 15 fest­ steht.
Die Fig. 2a, 2b und 2c zeigen die Kabelauf- und -abwickel­ vorrichtung 10, deren feststehende Platte 15 in ihrem Mit­ telteil einen kegelstumpfförmigen Träger 20 trägt, der als Achse die Achse XX′ der kreisförmigen Platte 15 aufweist, die der Aufwickelachse des Kabels 6 entspricht. Der Träger 20 trägt eine Anordnung von Kugellagern 22, in denen eine längs der Achse XX′ ausgerichtete Welle 24 drehbar gela­ gert ist. Die Führungsleitung 17 ist mit einem der Enden der Welle 24 fest verbunden. Das andere Ende dieser Welle 24 dringt in ein mit dem Träger 20 fest verbundenen Gehäuse 25 ein. Innerhalb des Gehäuses 25 ist das Ende der Welle 24 mit dem zentralen Ende einer Spiralfeder 26 fest verbunden, deren anderes Ende im Gehäuse 25 gegen Drehung festgelegt ist. Der Aufwickelsinn der Spiralfeder 26 und ihr Einbau in das Gehäuse 25 sind so getroffen, daß diese Feder be­ strebt ist, die Welle 24 und die Führungsleitung 17 in Richtung des Pfeils 27 von Fig. 2a anzutreiben, d. h. im Abwickelsinn des Kabels 6. Die Spiralfeder 26 bildet somit eine Einrichtung zur Rückstellung der Welle 24 und der Führungsleitung 17 im Abwickelsinn des Kabels. Ein An­ schlag 29 mit einem Festlegungsstift ermöglicht die Fest­ legung der Welle 24 gegen Drehung, um das Abwickeln der Spiralfeder zu vermeiden, wenn die Aufwickelvorrichtung nicht in Betrieb ist.
Das Kabel 6 wird im Umfangsteil des feststehenden Trägers 15 aufgewickelt und bildet aufeinanderfolgende Windungen, wie in Fig. 2c, 3a und 3b dargestellt.
Wenn man mittels der Vorrichtung 9 am Kabel zieht, hat die Führungsleitung 17 die Neigung, der Verschiebung des Kabels unter der Wirkung der Spiralfeder 26 vorauszueilen, die die Welle 24 im Abwickelsinn des Kabels um die Achse XX′ dreht. Das Abwickeln des Kabels wird daher durch die Wirkung der Führungsleitung 17 erleichtert.
Wenn man mittels der Vorrichtung 9 auf das Kabel einen Schub ausübt, übt dieses auf Grund seiner Steifheit auf die Innenfläche der Führungsleitung 17 in deren in Fig. 2a sicht­ barem Teil 17a einen Schub aus. Die Führungsleitung 17 hat eine solche Form, daß sowohl ihre Projektion auf die die Aufwickelachse XX′ enthaltende Ebene (Fig. 2c) als auch ihre Projektion auf eine zu dieser Achse XX′ senkrechte Ebene (Fig. 2a) eine Krümmung aufweist, die die Führung des Kabels gewährleistet.
Die Krümmung in einer axialen Ebene gemäß Fig. 2c ermöglicht die Führung des Kabels zum Umfangsteil des Trägers 15, wo sich die Wicklung bildet.
Die Krümmung in einer zur Achse XX′ senkrechten Ebene gemäß Fig. 2a ist von der Art, daß die Führungsleitung 17 außen einen konvexen Teil 17a aufweist, der in Richtung des Pfeils 28 entsprechend dem Aufwickelsinn des Kabels gerichtet ist. Wenn man das Aufwickeln des Kabels durch Schub ausführt, übt das Kabel auf die Führungsleitung 17 in deren Teil 17a einen Schub aus, der die Führungsleitung in Richtung des Pfeils 28 drehen will. Die Drehung der Führungsleitung 17 ermöglicht eine Verteilung des Kabels zu dessen Aufwicklung im Umfangsteil des Trägers 15. Die Schubkraft des starren Kabels 6 an der Führungsleitung 17 genügt, um die Führungs­ leitung 17 gegen die Wirkung der Spiralfeder 26 zu drehen, deren Zusammendrückung während des Aufwickelns des Kabels 6 zunimmt.
Die Bewegungen des Kabels 6 sowohl im Abwickelsinn als auch im Aufwickelsinn werden somit durch die Führungsleitung 17 erleichtert, die jegliche Verformung und Verwirrung des Ka­ bels vermeidet.
Es wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 der Aufbau und die Montage der Platte 15 beschrieben, die folgendes auf­ weist: einen zentralen Teil 15a in Scheibenform, der mit dem Träger 16 fest verbunden ist, und einen Umfangsteil 15b in Kranzform, der außen von einem Rand 30 umgeben ist, an dem Laschen 31 zum Halten des Kabels befestigt sind, das im Umfangsteil 15b der Platte 15 aufgewickelt wird.
Die Teile 15a und 15b der Platte 15 sind miteinander ver­ bunden durch eine Bajonettvorrichtung mit drei Laschen, die um 120° zueinander versetzt am Kranz 15 befestigt sind, und mit drei über die Scheibe 15a überstehenden Teilen 33. Gemäß Fig. 2b und 3a sind drei Kugellager 34 um 120° zueinander versetzt am Kranz 15b so angebracht, daß ihr Außenring mit dem äußeren Rand der Scheibe 15b in Berührung steht.
Man kann somit den Kranz 15b leicht um die Scheibe 15a drehen. Die Kugellager 34 dienen gleichzeitig als mechanische Anschläge und als Einrichtung zur Erleichterung der Drehung des Kranzes gegenüber der Scheibe. Diese Drehung ermöglicht das Außereingriffbringen der überstehenden Teile 33 der raschen 32, zur Trennung des Kranzes, in dem das Kabel auf­ gewickelt ist, von der mit dem Träger fest verbundenen Scheibe oder dagegen zur Wiedervereinigung dieser beiden Teile, die dann durch Krafteingriff der Laschen 32 auf den überstehenden Teilen 33 miteinander verbunden sind, deren Dicke geringfügig größer als die Dicke der Scheibe 15a ist.
Man kann somit das im Umfangsteil der Platte 15 aufgewickel­ te Kabel leicht vom zentralen Teil dieser mit dem Träger fest verbundenen Platte trennen. Man kann ebenfalls sehr leicht das im Umfangsteil 15b aufgewickelte Kabel an dem mit dem Träger fest verbundenen zentralen Teil 15a anbrin­ gen, um einen Kontrollvorgang im Dampfgenerator zu beginnen.
Die Hauptvorteile der Auf- und Abwickelvorrichtung nach der Erfindung bestehen somit in der Vermeidung jeglicher Ver­ formung und Verwirrung des Kabels bei einer einfachen Vor­ richtung mit einer feststehenden Aufnahmeplatte für das Kabel, die eine leichte Verbindung eines Endes des Kabels mit einem Gerät zur Auswertung der Meßsignale gestattet. Andererseits verwendet die Vorrichtung ausschließlich die Schubkraft des Kabels und die Zugkraft einer Feder, um eine Führungsleitung der Aufwickelvorrichtung in Drehung zu ver­ setzen.
Schließlich ermöglicht der zweiteilige Aufbau der Aufnahme­ platte für das Kabel das sehr leichte Anbringen des aufge­ wickelten Kabels an der Auf- und Abwickelvorrichtung.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt.
So ist eine von der Aufnahmeplatte für das Kabel abweichen­ de Ausführungsform denkbar. Die Führungsleitung kann eine von der beschriebenen Form abweichende Form haben, und zwar ausgehend von dem Augenblick, in dem diese Führungsleitung einen ausreichenden Schub des Kabels erfährt, um gegen die Wirkung der Feder ihre Drehung im Aufwickelsinn des Kabels herbeizuführen.
Schließlich kann die Auf- und Abwickelvorrichtung nach der Erfindung nicht nur bei der Kontrolle von Dampfgeneratoren verwendet werden, sondern auch noch bei der Kontrolle jedes in einem Kernreaktor oder bei einer anderen Anwendung ver­ wendeten Wärmetauschers oder auch noch bei der Kontrolle in schwer zugänglichen Zonen einer industriellen Anlage.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Auf- und Abwickeln eines Kabels (6), dessen eines Ende in elektrischer Verbindung mit einer feststehenden Einrichtung (18) steht, mit
  • - einer Platte (15) einschließlich eines Umfangsteils (15b), auf dem sich das Kabel (6) aufwickelt, und einer Führungseinrichtung (17) zur Führung des Kabels (6) bis zum Umfangsteil der Platte (15),
  • - wobei das Kabel (6) in Bewegungsrichtung aufwärts von der Führungsleitung (17), d. h. auf der der Platte (15) gegenüberliegenden Seite, mit einer Schub- und Zugein­ richtung (9) in Eingriff steht, die die Verschiebungen des Kabels (6) ausführt, und wobei die Platte (15) und die Führungsleitung (17) zum Auf- und Abwickeln des Kabels (6) gegeneinander gedreht werden, wobei
  • - die Platte (15) feststeht und
  • - die Führungsleitung (17) mit einer Welle (24) fest verbunden ist, die gegenüber der Platte (15) drehbar gelagert, längs einer zur Platte (15) in deren Mit­ telteilsenkrechten und der Aufwickelachse des Kabels (6) entsprechenden Achse XX′ ausgerichtet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleitung (17) mit einer elastischen Einrich­ tung (26) zur drehenden Rückstellung um die Aufwickel­ achse XX′ verbunden ist, die bestrebt ist, sie in der dem Abwickeln des Kabels (6) entsprechenden Richtung zu dre­ hen,
  • - wobei die Führungsleitung (17) eine solche Form hat, daß ihre Projektion in einer zur Aufwickelachse XX′ senkrechten Ebene gekrümmt ist und einen konvexen Teil (17a) aufweist, der in die Aufwickelrichtung (28) des Kabels (6) gerichtet ist, wobei die Schubkraft der Schub- und Zugeinrichtung (9) in Abwickelrichtung des Kabels (6) und die Steifigkeit des Kabels (6) ausrei­ chen, um durch die Einwirkung des Kabels (6) auf die Führungsleitung (17) eine Drehung der Führungsleitung (17) gegen die Wirkung der elastischen Rückstellein­ richtung (26) zu bewirken.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrichtung (26) eine Spiralfeder ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (29) zum Blockieren der Welle (24) gegen Drehung, um das Abwickeln der Spiralfeder (26) zu ver­ meiden, wenn die Aufwickelvorrichtung nicht in Betrieb ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Platte (15) folgendes aufweist: einen mit dem feststehenden Träger (16) fest verbundenen scheiben­ förmigen zentralen Teil (15a) und einen kranzförmigen Umfangsteil (15b) mit einer Einrichtung (30, 31) zum Aufgewickelthalten des Kabels (6),
  • - wobei die Scheibe (18a) und der Kranz (15b) durch eine Bajonettvorrichtung verbunden sind, die aus gegenüber der Scheibe (15a) überstehenden Teilen (33) und mit dem Kranz (15b) fest verbundenen Teilen (32) besteht,
  • - wobei der Kranz (15b) über Kugellager (34) auf dem Rand der Scheibe (15a) drehbar gelagert ist.
5. Anwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Verschieben eines Kabels (6), das an einem seiner Enden eine Sonde (7) zur Kontrolle der Rohre eines Dampfgenerators (1) eines Druckwasserreaktors trägt.
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