DE1247588B

DE1247588B - Greifervorrichtung mit selbsttaetiger Kupplungs- und Entkupplungseinrichtung

Info

Publication number: DE1247588B
Application number: DEE26576A
Authority: DE
Inventors: Helmut Riemenschneider
Original assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Current assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Priority date: 1964-03-09
Filing date: 1964-03-09
Publication date: 1967-08-17
Also published as: GB1073061A; FR1432617A; NL6500589A; US3310337A; BE655932A; LU47327A1

Description

Greifervorrichtung mit selbsttätiger Kupplungs-und Entkupplungseinrichtung Die Erfindung betrifft eine Gieifervorrichtung mit selbsttätiger Kupplungs- - und -Entkupplungseinrichtung zwischen einem Greifkopf und einem zu bewegenden Körper, insbesondere einem Probenbehälter eines Kernreaktors, bei der der zu bewegende Körper oder der Greifkopf mindestens zwei in Bewegungsrichtung sich erstreckende Gleitflächen aufweist, auf denen entsprechend viele durch Federn angedrückte Greifarme des Greifkopfes bzw. des zu bewegenden Körpers bei Relativbewegung des Greifkopfes zu dem Körper gleiten, wobei sowohl die Greifarme als auch die Gleitflächen je einen nasenähnlichen Wulst aufweisen, welche Wülste bei einer bestimmten ersten Stellung des Greifkopfes zum Körper hintereinandergreifen und so die Kupplung in Bewegungsrichtung herstellen, und wobei die Gleitflächen je eine weitere, flach ansteigende Erhöhung aufweisen, auf die die Greifarme bei über die erste Stellung hinausgelhender Annäherung des Greifkopfes an den zu bewegenden Körper gleiten.
Wegen der großen Entfernung, aus der die Bewegung von Probenbehältern in Kernreaktoren kontrolliert werden muß, möchte man gerne die Anzahl von unabhängig voneinander steuerbaren, beweglichen Organen einer Greifervorrichtung beschränken, da für jedes dieser Organe eigene Bewegungsübertragungsmittel (Motoren mit elektrischen Steuerkreisen oder Hebelmechanismen) benötigt werden. Beispielsweise sind in dieser Hinsicht die bekannten, den menschlichen Händen nachgebildeten Handhabungsgeräte sehr aufwendig; ihre vielseitige Verwendbarkeit ist andererseits nur selten voll auszunutzen, da die zu greifenden und zu transportierenden Gegenstände nach Form und Gewicht-in nur wenige Typen einteilbar sind.
Eine bekannte Greifervorrichtung der genannten Art besitzt Greifarme, die auf zugeordneten Gleitflächen des zu greifenden Körpers bei Relativbewegung zwischen Greifkopf und Körper gleiten. Der Rand der Gleitflächen ebenso wie die Enden der Greifarme sind derart nasenförmig ausgebildet, daß ein Formschluß zwischen beiden möglich ist. Stößt der Greifkopf zum Zweck der Entkupplung über die Formschlußstellung hinaus in Richtung auf den Körper vor, dann schiebt der Rand der Gleitfläche einen Ring, der über zwei oder mehrere Gleitarme gestülpt ist und auf diesen gleitet, auf die Gelenke der Greifarme zu, bis er auf Erhöhungen an den Greifarmen gelangt, wodurch die Greifarme zusammengepreßt werden. Dann kann der Greifkopf frei von dem Körper entfernt werden, ohne daß die Nasen einen Formschluß herstellen, da der Ring die Greifarme zusammenpreßt.
Zweck der Erfindung ist es, diese Greifvorrichtung zu verbessern. Es zeigt sich nämlich, daß der Gleitring schon bei leicht schrägem Einsatz der Greifervorrichtung unzulässig funktioniert, d. h. vorzeitig die Greifarme zusammenpreßt oder gar verklemmt. Zum zweiten ist ein zusätzlicher Mechanismus nötig, um den Ring wieder in die Ursprungslage zurückzubringen. Dieser Mechanismus besteht etwa aus einer bezüglich der Bewegung des Greifkopfes ortsfesten Hülse, in die der Greifkopf zurückgezogen wird, wobei der Ring durch den Hülsenrand von den Erhöhungen heruntergestreift wird.
Da bei Einsatz in strahlenverseuchten Anlagen der Gesichtspunkt der Sicherheit eine außerordentliche Rolle spielt, strebt man Greifervorrichtungen mit einem mechanisch möglichst einfachen Bewegungsablauf an, der auch bei eventueller Schräglage des Greifkopfes nicht gestört wird.
Diesen Erfordernissen wird die neue Greifervörrichtung in weiterem Maße dadurch gerecht, daß an den Greifarmen Dämpfungsglieder vorgesehen sind, die die Entspannung der zusammengedrückten Federn verzögern, so daß eine' Entkupplung erreicht wird, indem die Greifarme durch kurzzeitiges Annähern an den Körper über die erste Stellung hinaus auf die Erhöhung aufgeschoben und in rascher Bewegung über den Wulst der Gleitflächen hinweggehoben werden, ehe die Verzögerungswirkung der Dämpfungsglieder abklingt.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines bevorzugten, in der Zeichnung. dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Greifervorrichtung, wobei von den beiden zu kuppelnden Körpern nur die Teile gezeichnet sind, die die Kupplung bewirken; F i g. 2 zeigt den mit Greifarmen versehenen Teil in einer um 90° gegen F i g. 1 gedrehten Ansicht; F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch eine Ausführung eines Dämpfungsgliedes.
Ein zu bewegender Körper, beispielsweise ein Probenbehälter, weist an seiner Oberseite eine senkrechte Haltestange 1 auf, die an ihrer oberen Stirnseite eine koaxiale Bohrung besitzt. Diese Bohrung läßt sich bezüglich des lichten Durchmessers in vier Abschnitte einteilen. Der oberste Abschnitt 2 verengt sich von einem trichterförmigen Rand zu einem ersten Durchmesser Dl. Am Übergang zu einem nächsten Abschnitt 3 mit einem Durchmesser D 2 > D 1 befindet sich ein im Querschnitt nasenförmiger Wulst 2a.
Nach unten anschließend folgt ein Abschnitt 4, in dem sich der Durchmesser stetig verringert bis zu einem Durchmesser. D 3 > D 1, der dann in einem letzten Abschnitt 5 der Bohrung unverändert bleibt.
Die Mantelfläche dieser Bohrung bildet die Gleitfläche für zwei mit einem zweiten als Greifkopf 9 dienenden Körper verbundene Greifarme 6 und 7.
Die äußeren Enden der Greifarme 6, 7 sind so geformt, daß sie hinter die nasenförmigen Wulste 2a der als Gleitflächen wirkenden Innenflächen der koaxialen Bohrung in der Haltestange 1 des zu bewegenden Körpers greifen können und so eine formschlüssige Kupplung zwischen den beiden Körpern 1 und 9 herstellen. Die F i g. i zeigt die eingekuppelte Stellung.
In dem Ausführungsbeispiel sind die beiden Greifarme 6, 7 scherenartig überkreuzt und an einem Bolzen 8 gelagert, der in der Achse des Greifkopfes 9 angeordnet ist.
Gemäß F i g. 2 weist der Greifkopf 9 eine Stange auf, deren unteres Ende mit einem Schlitz in Achsrichtung versehen ist. In diesem Schlitz sind die beiden Greifarme 6 und 7 auf dem Bolzen 8 gelagert. Zwei Stifte 10 und 11 parallel zum Lagerbolzen 8 dienen als Anschlag und verhindern, daß eine Feder 12 die beiden Greifarme 6, 7 über eine bestimmte Strecke hinaus auseinanderdrückt. Die Feder 12 greift zwischen den unteren Enden der beiden Greifarme 6, 7 an. Sie ruht beidseitig in Führungsteilen 13 und 14, die wiederum über je eine Walze derart an den Greifarmen 6, 7 anliegen, daß bei jeder Dehnung der Feder 12 nur axial gerichtete Kräfte in .der Feder 12 auftreten.
Die anderen Enden der beiden Greifarme 6 und 7 sind über Gabelgelenke 15 und 16 mit einem Dämpfungsglied 17 verbunden, das einer Bewegung der Greifarme 6, 7 entgegenwirkt, und zwar vorzugsweise nur gegen die Kraft der Feder 12, wodurch sie die Ausdehnung der Feder 12 verzögert.
In F i g. 3 ist eine mögliche Ausführungsform eines solchen Dämpfungsglieds 17 dargestellt. Es besteht aus einem Zylinder mit einer ;großen Bohrung 1$, in der ein Kolben 19 mit Kolbenstange 22 bewegbar ist, sowie mit einem vom einen Ende zum anderen Ende der großen Bohrung 18 reichenden Umgehungskanal 20 geringen Querschnitts. Ein Dekkel 21 verschließt die große Bohrung 18 und dichtet an der Kolbenstange 22 die Bohrung 18 ab. Der Zylinder ist über das Gabelgelenk 15 mit dem Greifarm 6 und die Kolbenstange 22 über das Gabelgelenk 16 mit dem Greifarm 7 verbunden.
Ein justierbares Kegelventil 23 reicht in den Umgehungskanal 20 hinein und erlaubt eine Einstellung der Verzögerungswirkung. Eines oder wehere Einwegventile 24, z. B. Kegelventile oder Klappenventile sind auf dem Kolben 19 selbst angebracht und dienen dazu, die Flüssigkeit, die die Bohrung 18 völlig ausfüllt, durch den Kolben 19 zu leiten, wenn letzterer in die Bohrung 18 hineingedrückt wird. Beim Herausziehen des Kolbens 19 muß die Flüssigkeit durch den Umgehungskanal 20 hindurch, da die Einwegventile 24 bei dieser Strömungsrichtung geschlossen sind.
Die Funktion der beschriebenen Anordnung ist folgende: Zum Kuppeln des Greifkopfes 9 mit der Haltestange 1 des Probenbehälters nähert man die Greifarme 6, 7 der trichterförmigen öffnung des Abschnittes 2. In dem ersten Abschnitt 2 dieser öffnung werden. die Greifarme 6, 7 gegen die Kraft der Feder 12 zusammengedrückt. Sobald die Kupplungsstellung ereicht ist, drückt die Feder 12 die Greifarme 6, 7 hinter die Wülste 2a, so daß der Probenbehälter angehoben und transportiert werden kann: Zum Entkuppeln muß der Probenbehälter zuerst abgesetzt werden; dann wird der Greifkopf 9 weiter abgesenkt, so daß die unteren Enden der Greifarme 6, 7 an den Abschnitten 3 bis 5 der koaxialen Bohrung der Haltestange 1 entlanggleiten. Im Abschnitt 4 werden die Greifarme 6, 7 zusammengedrückt auf den Abstand des Durchmessers D3, der kleiner als der Durchmesser D 1 des Abschnittes 2 ist. Nun zieht man den Greifkopf 9 rasch aus der Öffnung heraus, wobei das Dämpfungsglied 17 eine Entspannung der Feder 12 so lange verzögert, daß die Greifarme 6, 7 über den Wulst 2a hinweggehoben werden können.
Auf diese Weise entfällt also ein spezielles Organ zum Lösen der Greifervorrichtung; seine Funktion wird durch Greifkopfbewegungen ersetzt, was jedoch keinen zusätzlichen Aufwand bedeutet, da-der Greifkopf 9 sowieso zumindest in Richtung seiner Achse bewegbar sein muß.
Zur Überwachung .des Kuppelvorgangs können Lampen dienen, die bei erfolgter Kupplung aufleuchten. Diese Lampen und eine Batterie, die beide in der Zeichnung nicht gezeigt sind, ordnet man vorzugsweise auf dem Probenbehälter an. Ein Kontakt 25 oder mehrere gleichmäßig auf den Umfang verteilte -derartige Kontakte 25, die zur Schaltung der Lampen verwendet werden, sind an dem Wulst 2 a derart befestigt, daß sie geschlossen werden, wenn die Greifarme 6, 7 hinter die Wülste 2 a greifen. Ein solcher Kontakt 25 ist in F i g. 1 gezeigt.

Claims

Patentansprüche: 1. Greifervörrichtung mit selbsttätiger Kupplungs- und Entkupplungseinrichtung zwischen einem Greifkopf und einem zu bewegenden Körper, insbesondere einem Probenbehälter eines Kernreaktors, bei der der zu bewegende Körper oder der Greifkopf mindestens zwei in Bewegungsrichtung sich erstreckende Gleitflächen aufweist, auf :denen entsprechend viele durch Federn angedrückte Greifarme des Greifkopfes bzw. des zu bewegenden Körpers bei Relativbewegung des Greifkopfes zu dem Körper gleiten, wobei sowohl die Greifarme als auch die Gleitflächen je einen nasenähnlichen Wulst aufweisen,. welche Wülste bei einer* bestimmten ersten Stellung des Greifkopfes zum Körper hintereinandergreifen und so die Kupplung in Bewegungsrichtung herstellen, und wobei die Gleitflächen je eine weitere, flach ansteigende Erhöhung aufweisen, auf die die Greifarme bei über die erste Stellung hinausgehender Annäherung des Greifkopfes an den zu bewegenden Körper gleiten, dadurch gekennzeichnet, daß an den Greifarmen (6, 7) Dämpfungsglieder (17) vorgesehen sind, die die Entspannung der zusammengedrückten Federn (12) verzögern, so daß eine Entkupplung erreicht wird, indem die Greifarme (6, 7) durch kurzzeitiges Annähern an den Körper (Haltestange 1) über die erste Stellung hinaus auf die Erhöhung (Abschnitt 4 bzw. 5) aufgeschoben werden und in rascher Bewegung über den Wulst (2a) der Gleitflächen hinweggehoben werden, ehe die Verzögerungswirkung der Dämpfungsglieder (17) abklingt.
2. Greifervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen aus mit ringförmigen Wülsten (2a) versehenen Mantelflächen (Abschnitte 2 bis 5) eines Zylinderrohres (Haltestange 1) gebildet werden, dessen Achse in Bewegungsrichtung liegt.
3. Greifervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderrohr (Haltestange 1) an seiner freien Stirnseite eine trichterförmige Öffnung (Abschnitt 2) aufweist, durch die die Greifarme (6, 7) eingeführt werden.
4. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, daduich gekennzeichnet, daß bei Anordnung von zwei Greifarmen (6, 7) diese an dem Greifkopf (9) gelenkig gelagert sind und sich über die Feder (12) und das Dämpfungsglied (17) gegeneinander abstützen.
5. Greifervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Greifarme (6, 7) scherenartig an einem Bolzen (8) gelagert sind.
6. Greifexvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei den nasenförmigen Wülsten (2a) der Gleit-Flächen elektrische 'Kontakte (25) angebracht sind, die durch die Greifarme (6, 7) betätigt werden, sobald die beiderseitigen Wülste (2a) hintereinandergreifen, und daß die Kontakte (25) Signalstromkreise schließen, die die erfolgte Kupplung des Greifkopfes (9) mit dem zu bewegenden Körper (1) anzeigen.
7. Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsglieder (17) nur in der greifenden Bewegungsrichtung der Greifarme (6, 7) dämpfend wirken. B. Greifervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsglieder (17) je einen flüssigkeitsgefüllten Zylinder (Bohrung 18), in dem ein Kolben (19) bewegt wird, wobei der Kolben (19) mit Hilfe von Ventilen (Einwegventile 24) für die Flüssigkeit in einer Richtung durchlässig ist, und einen in seinem Strömungswiderstand einstellbaren Umgehungskanal (20) aufweisen, der die Flüssigkeit bei Bewegung des Kolbens (19) in der anderen Richtung leitet. . In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1046 791.