DE4333551C1

DE4333551C1 - Device for the variable alignment of a tubular recess located in a wall, of a pipe or of a rod

Info

Publication number: DE4333551C1
Application number: DE19934333551
Authority: DE
Inventors: Walter Bertram
Original assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2013-10-02

Abstract

The invention relates to a device for the variable alignment of a pipe, of a rod or of a tubular recess located in a wall, to a fixed point or region. According to the invention, the device has the shape of a sphere and the fixed point or the region lies at the centre point of the sphere. The pipe, the tube or the tubular recess formed in the sphere wall is located eccentrically in a sphere section which can be rotated about a sphere radius. In addition, a second, rotatably supported sphere section is provided, whose axis of rotation coincides with the central sphere radius of the fixed part of the sphere.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur va riablen Ausrichtung einer in einer Wandung befindli chen, rohrförmigen Aussparung, eines Rohres oder eines Stabes auf einen feststehenden Punkt oder Bereich.The invention relates to a device for reasonable alignment of a wall chen, tubular recess, a tube or one Rod to a fixed point or area.

An Experimentalkernreaktoren werden u. a. Versuche durchgeführt, bei denen ein am Ende eines Strahlrohres befindliches Objekt der Neutronenstrahlung ausgesetzt wird und dabei entstehende, in verschiedenen Richtungen abgelenkte Teilchenstrahlen gemessen werden sollen. Hierzu ist eine Vorrichtung bzw. Abschirmungsanordnung erforderlich, die es erlaubt, in vorbestimmter Weise die vom Objekt kommenden Teilchenstrahlen in verschie dener Weise auszublenden. Dies geschieht beispielsweise mit Abschirmungsanordnungen, die aus einzelnen Baustei nen aufgebaut sind und durch Umbau der Anordnungen bzw. Austausch oder Weglassen von Bausteinen eine variable Ausblendung gestatten, wobei eine vorübergehende oder bleibende stellenweise Schwächung der Abschirmung un vermeidbar ist. Eine Änderung der Richtung ist nur in diskreten Schritten realisierbar.At experimental core reactors u. a. tries performed, one at the end of a jet pipe located object exposed to neutron radiation and thereby emerging, in different directions deflected particle beams are to be measured. For this purpose there is a device or shielding arrangement required, which allows it in a predetermined manner the particle beams coming from the object in different to hide it. This happens, for example with shielding arrangements made up of individual components NEN are built and by changing the arrangements or Exchange or omission of building blocks a variable Allow blanking, being a temporary or permanent weakening of the shielding in places is avoidable. A change of direction is only in discrete steps can be implemented.

Aus der US-PS 4 938 916 ist eine Vorrichtung zur variablen Ausrichtung eines Rohres, die im wesentlichen die Gestalt einer Kugel aufweist, bekannt. Das Rohr bzw. der Kollimator ist auf den Kugelmittelpunkt gerichtet und steht senkrecht auf der Drehachse der Kugel. Durch Drehung der Kugel erfährt das Rohr eine Bewegung innerhalb einer Ebene senkrecht zur Drehachse. Eine andere Bewegungsmöglichkeit für das Rohr besteht jedoch nicht.From US-PS 4 938 916 a device for variable orientation of a pipe, which is essentially has the shape of a ball, known. The pipe or the collimator is on the center of the sphere directed and is perpendicular to the axis of rotation of the Bullet. The tube experiences one by rotating the ball Movement within a plane perpendicular to the axis of rotation. Another possibility for moving the pipe is However not.

Der DE-OS 28 09 679 ist eine Ausführungsform eines Vielfachkollimators zu entnehmen, die darin besteht, daß in einer Abschirmplatte kegelförmige Bohrungen vor gesehen sind, in denen ein in seiner Form an die Boh rung angepaßter Körper drehbar gelagert ist. In diesem Körper befindet sich eine exzentrische konische Boh rung, in welchem das Kollimatorrohr sitzt. Dieses ist so angeordnet, daß seine Drehachse bei einer bestimmten Stellung mit der Drehachse des Körpers zusammenfällt.DE-OS 28 09 679 is an embodiment of a Multiple collimator, which consists in that conical bores in a shielding plate are seen in which one in its form to the Boh tion adapted body is rotatably mounted. In this Body is an eccentric conical boh tion in which the collimator tube sits. This is arranged so that its axis of rotation at a certain Position coincides with the axis of rotation of the body.

Mit dieser bekannten Vorrichtung wird ermöglicht, den Kollimator auf einen bestimmten Punkt in einer Ziel ebene, die mit einer Ebene in einem mit einem radio aktiven Stoff markierten Organ identisch ist, ein zustellen, ohne daß sich dabei beim Einstellungsvorgang eine Lücke in der Abschirmung auftut.With this known device it is possible Collimator on a specific point in a target level with one level in one with a radio active substance labeled organ is identical, a to be delivered without being involved in the setting process opens a gap in the shield.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der es beispielsweise möglich ist, die von einem bestrahlten oder unter Bestrahlung stehenden Objekt abgesendeten Teilchenstrahlen variabel und all seitig auszublenden, ohne daß eine Abschirmungslücke entsteht. Die Vorrichtung soll außerdem eine variable Ausrichtung von Rohren oder Stäben ermöglichen.It is an object of the invention to provide a device create, with which it is possible, for example, the from an irradiated or under irradiation Object sent particle beams variable and all to hide each other without leaving a shielding gap arises. The device is also intended to be a variable Allow pipes or rods to be aligned.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrich tung der eingangs bezeichneten Art gelöst, die die Ge stalt einer Kugel aufweist, bei der der feststehende Punkt oder der Bereich im Kugelmittelpunkt liegt, das Rohr, der Stab oder die in der Kugelwand gebildete rohrförmige Aussparung sich in einem Kugelausschnitt befindet, der um einen Kugelradius drehbar exzentrisch gelagert ist und bei der ein zweiter, drehbar gelager ter Kugelausschnitt vorgesehen ist, dessen Drehachse mit dem zentralen Kugelradius des feststehenden Teils der Kugel zusammenfällt.This object is achieved with a Vorrich tion of the type described at the outset, which the Ge has a ball in which the fixed Point or the area in the center of the sphere that Tube, rod or that formed in the spherical wall tubular recess in a spherical cutout is located, which is rotatable eccentrically by a ball radius is stored and in which a second, rotatably mounted Ter ball section is provided, the axis of rotation with the central sphere radius of the fixed part the ball collapses.

Wird einer der beiden Kugelausschnitte gedreht, dann beschreibt - im Falle der rohrförmigen Aussparung - der Mittelpunkt der auf der Kugeloberfläche befindlichen Öffnung der rohrförmigen, im Kugelmaterial gebildeten Aussparung einen Kreis auf der Kugeloberfläche. Wird auch der andere Kugelausschnitt gedreht, dann kann die Öffnung der rohrförmigen Aussparung jeden Punkt eines Teilbereiches der Kugeloberfläche - abhängig von der Dimensionierung der beiden Kugelausschnitte - erreichen. Dieser Teilbereich der Kugeloberfläche kann eine Kugelkappe oder eine Kugelzone sein. Umfaßt der Kreis auf der Kugeloberfläche, den die Öffnung beim Drehen desjenigen Kugelausschnittes, der die Aussparung durchläuft, die Drehachse des anderen Kugelausschnit tes, dann handelt es sich um eine Kugelkappe, im ande ren Fall um eine Kugelzone.If one of the two spherical sections is rotated, then describes - in the case of the tubular recess - the Center of those on the surface of the sphere Opening of the tubular, formed in the spherical material Cut out a circle on the surface of the sphere. Becomes the other spherical section is rotated, then the Opening the tubular recess every point one Partial area of the spherical surface - depending on the Dimensioning of the two spherical sections - to reach. This part of the spherical surface can a spherical cap or a spherical zone. Does the Circle on the surface of the sphere that the opening at Rotate the spherical section that the recess passes through, the axis of rotation of the other spherical section tes, then it is a spherical cap, in the other case around a spherical zone.

Betrachtet man den Winkel α₁ zwischen den Drehachsen der beiden Kugelausschnitte und den Winkel α₂ zwischen der Drehachse des Kugelausschnittes, der die Aussparung enthält, und der Mittelachse der Aussparung, dann ist der vorgenannte Teilbereich nur dann eine Kugelkappe, wenn die beiden Winkel gleich groß sind. In diesem Fall ist es zudem möglich, bei gleichzeitigem Drehen der beiden Kugelausschnitte die rohrförmige Aussparung in einer Ebene zu schwenken. If you consider the angle α₁ between the axes of rotation of the two spherical sections and the angle α₂ between the axis of rotation of the spherical section, which the recess contains, and the central axis of the recess, then the aforementioned section only then a spherical cap, if the two angles are the same. In this case it is also possible to turn the the tubular recess in both spherical cutouts to pan one level.

Entsprechende Überlegungen gelten für die Ausrichtung des Rohres oder des Stabes.Corresponding considerations apply to the alignment of the pipe or rod.

Da die Vorrichtung als Kugel ausgebildet ist, ergibt sich die Möglichkeit, ein im Kugelmittelpunkt befindli ches Objekt durch eine rohrförmige Aussparung oder ein Rohr aus verschiedenen Richtungen zu beobachten. Dabei kann, falls es sich um ein Strahlung aussendendes Ob jekt handelt, die Kugel aus Abschirmmaterial gebildet sein.Since the device is designed as a ball, results there is the possibility of being in the center of the sphere ch object through a tubular recess or Watching pipe from different directions. Here can, if it is a radiation emitting Ob the ball is made of shielding material his.

Ist ein Schwenken der rohrförmigen Aussparung in einer Ebene gewünscht, so ergeben sich besonders einfache Verhältnisse für den Antrieb der Kugelausschnitte dann, wenn der Umfang auf der Kugeloberfläche des exzentrisch gelagerten Kugelausschnitts zum Umfang des zentrisch gelagerten Kugelausschnitts im Verhältnis 1 : 2 stehen. Mit einer Übertragung der Drehbewegung über zwei Zahn räder, die in dem größeren (dem zweiten) Kugelaus schnitt gelagert sind und sowohl miteinander als auch mit zwei Zahnkränzen auf dem feststehenden Teil der Ku gel bzw. auf dem kleineren (dem ersten) Kugelausschnitt kämmen, ergibt sich bei Antrieb des größeren Kugelaus schnitts zwangsläufig die gewünschte Bewegung.Is a pivoting of the tubular recess in one Desired level, this results in particularly simple Conditions for driving the ball cutouts then, if the circumference on the spherical surface of the eccentric stored spherical section to the circumference of the centric stored ball section in a ratio of 1: 2. With a transmission of the rotary motion over two teeth wheels that are in the larger (the second) ball cut storage and both with each other as well with two sprockets on the fixed part of the Ku gel or on the smaller (the first) spherical section Combing results when the larger ball is driven inevitably cuts the desired movement.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung lassen sich allgemein stangen- oder rohr förmige Bauteile in variablen Winkeln zueinander aus richten, in der Art, daß sich deren Achsen in einem Punkte schneiden. Bei Rohrverbindungen lassen sich durch Einsatz von Dichtungen auch flüssigkeits- und gasdichte Systeme herstellen.In a further embodiment of the device according to the invention can generally be rod or tube shaped components at variable angles to each other judge in such a way that their axes are in one Intersect dots. With pipe connections, by using seals also liquid and manufacture gas-tight systems.

Ausführungsbeispiele der Vorrichtung gemäß der Erfin dung werden in der Zeichnung schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert.Embodiments of the device according to the inven tion are shown schematically in the drawing and explained in more detail below.

Es zeigenShow it

Fig. 1 Aufsicht auf eine Kugelhalbschale der Vorrichtung; Fig. 1 supervision of a spherical half-shell of the device;

Fig. 2 Querschnitt durch die Kugelhalbschale gemäß Fig. 1 längs der Linie A/B; FIG. 2 cross section through the spherical half-shell according to FIG. 1 along the line A / B;

Fig. 3 Querschnitt durch die kugelförmige Vor richtung mit Stangen oder Rohren; Fig. 3 cross section through the spherical Before direction with rods or tubes;

Fig. 4 Querschnitt durch die kugelförmige Vor richtung mit Beobachtungsfenster oder Einbauöffnung. Fig. 4 cross section through the spherical device with an observation window or installation opening.

Der äußere Rand der Darstellung in Fig. 1 läßt den feststehenden Teil 1 der Kugelschale als Kugelzone er kennen. Im größeren, drehbaren (zweiten) Kugelaus schnitt 2 ist der kleinere (erste) Kugelausschnitt 3 enthalten, in welchem sich die Öffnung der Aussparung 4 zeigt.The outer edge of the illustration in Fig. 1 lets the fixed part 1 of the spherical shell as a spherical zone he know. In the larger, rotatable (second) Kugelaus section 2 , the smaller (first) ball section 3 is included, in which the opening of the recess 4 is shown.

Fig. 2 zeigt die Kugelhalbschale gemäß Fig. 1 im Querschnitt. Der feststehende Teil 1 umfaßt den größe ren Kugelausschnitt 2 mit dessen zentraler Drehachse 5, während der kleinere Kugelausschnitt 3 mit zentraler Drehachse 6 sich innerhalb des größeren Kugelaus schnitts befindet. Die Aussparung 4 befindet sich ex zentrisch im kleineren Kugelausschnitt 3. Die Mantel fläche der Kugelausschnitte ist dabei, wie bei Ab schirmwänden üblich, abgestuft ausgeführt, um direkten Strahlungsdurchtritt durch den (sonst vorhandenen) Spalt zu vermeiden. Fig. 2 shows the spherical half-shell according to Fig. 1 in cross section. The fixed part 1 includes the larger ren ball section 2 with its central axis of rotation 5 , while the smaller ball section 3 with the central axis of rotation 6 is located within the larger Kugelaus section. The recess 4 is located eccentrically in the smaller spherical cutout 3 . The outer surface of the spherical cutouts is, as is usual with screen walls, graduated to avoid direct radiation penetration through the (otherwise existing) gap.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform für die Ausrich tung von stangen- oder rohrförmigen Bauteilen (4′) zueinander. Der feststehende Teil 1 der Vorrichtung setzt sich nach unten als Rohr oder Stange fort. Die Kugelausschnitte 2 und 3 sind jeweils als Kugelhalb schalen ausgebildet. Der Kugelausschnitt 2 ist um die Achse 5, Kugelausschnitt 3 um die Achse 6 drehbar gela gert. Fig. 3 shows an embodiment for the alignment of rod-shaped or tubular components ( 4 ') to each other. The fixed part 1 of the device continues downwards as a tube or rod. The spherical sections 2 and 3 are each formed as half spherical shells. The ball section 2 is rotatable about the axis 5 , ball section 3 about the axis 6 gela.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der ku gelförmigen Vorrichtung. Der feststehende Teil 1 der Vorrichtung setzt sich nach unten fort und ist zugleich Halterung der Vorrichtung. Kugelausschnitt 2 ist um Drehachse 5, Kugelausschnitt 3 um Drehachse 6 drehbar gelagert. Die Vorrichtung besteht praktisch aus einer Hohlkugel mit einem Beobachtungsfenster 4′′ bzw. Ein bauöffnung für die Werkzeuge. Im Kugelzentrum befindet sich das Untersuchungsobjekt 7. Fig. 4 shows a further embodiment of the ball-shaped device. The fixed part 1 of the device continues downward and is also the holder of the device. Spherical section 2 is rotatably supported about axis of rotation 5 , spherical section 3 is rotatable about axis of rotation 6 . The device consists practically of a hollow sphere with an observation window 4 '' or a construction opening for the tools. The object under examination 7 is located in the center of the sphere.

Claims

1. Device for the variable alignment of a tube, a rod or a tube-shaped recess in a wall, which is sensitive to a fixed point or area, which has the shape of a ball, in which the fixed point ( 7 ) or the area lies in the center of the ball , The tube ( 4 '), the rod ( 4 ') or the tubular recess formed in the spherical wall ( 4 ) is located in a spherical cutout ( 3 ) which is rotatably mounted eccentrically about a spherical radius ( 6 ) and at which a second, rotatably mounted ball section ( 2 ) is provided, the axis of rotation ( 5 ) of which coincides with the central ball radius of the fixed part of the ball.

2. Device according to claim 1, characterized, that the bullet out to the central area Shielding material is formed.

3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the circumference on the spherical surface of the eccentrically mounted spherical section ( 3 ) to the circumference of the centrally mounted spherical section ( 2 ) is in a ratio of 1: 2.