DE69710827T2

DE69710827T2 - Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Lastkompensationsvorrichtung und Lastkompensationsvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE69710827T2
Application number: DE69710827T
Authority: DE
Inventors: Jean Leveugle
Original assignee: Reel SAS
Current assignee: Reel SAS
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2017-08-01
Also published as: EP0827935A1; DE69710827D1; FR2753188A1; EP0827935B1; JPH1090478A; ZA977438B; US6068240A; ES2170355T3; FR2753188B1

Description

Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf Hebevorrichtungen, und insbesondere auf die Ausführung solcher Hebevorrichtungen in empfindlichen Umgebungen, solchen wie den Reaktoren von Atomkraftwerken. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zum Regulieren des Betriebs einer Lastausgleichsvorrichtung einer solchen Manipulationsvorrichtung, ebenso wie auf einen dieses Verfahren umsetzenden Lastkompensator.
Wenn die Erfindung auch insbesondere in Verbindung mit ihrer Anwendung im nuklearen Bereich beschrieben wird, wird leicht verstanden, daß ihr Umfang nicht auf diesen begrenzt sein soll.
Der Kern eines Reaktors eines Atomkraftwerkes besteht auf bekannte Art und Weise aus einer gewissen Zahl von nuklearen Brennstoffanordnungen bzw. Brennstoffanordnungen oder Brennelementbündeln, welche auf einem Träger oder einer Platte des Kerns auf dem Boden des Reaktorbehälters angeordnet sind.
Diese Brennstoffanordnungen sind geeignet, um unabhängig voneinander gehandhabt zu werden, in Erwägung, daß es sich nach einer gewissen Zeit der Bestrahlung empfiehlt, die bestrahlten Anordnungen entweder zu ersetzen oder ihre Position in der Tiefe des Kerns zu verändern, um die Energiestrahlung auf dem Grund des Kerns zu homogenisieren.
Die Handhabung dieser Brennstoffanordnungen wird mittels einer auch als Belademaschine bezeichneten Manipulatormaschine durchgeführt, welche geeignet ist, sich auf einer horizontalen Ebene über dem, den Kern des Reaktors bedeckenden Wasserbecken zu bewegen, wobei die genannte Maschine mit einem Steuerwagen ausgestattet ist, welcher ebenfalls geeignet ist, sich in eine andere horizontale Richtung innerhalb der Maschine zu bewegen.
Der Wagen umfaßt in der Tat eine Hebevorrichtung, die meist aus einem vertikalen Teleskopmasten gebildet ist, welcher geeignet ist, sich zu entfalten und an dessen Ende ein Greifer angeordnet ist, der geeignet ist, in Eingriff mit dem oberen Ende der nuklearen Brennstoffanordnungen zu kommen. Der Teleskopmast kann sich in vertikaler Richtung durch eine Hebevorrichtung bewegen, welche meist als motorisierte Winde ausgebildet ist, auf deren Trommel sich ein Seil oder eine Kette oder jedes vergleichbare Organ aufwickeln kann, und welches eine oder mehrere zwischengeschaltete Umlenkrollen aufweist.
Im allgemeinen bestehen die nuklearen Brennstoffanordnungen aus Stäben, welche gesinterte Pelfets als eigentlichen Brennstoff aufweisen und mittels der Abstandsgitter miteinander verbunden sind, die entlang der Höhe der Anordnung verteilt sind.
Zieht man in Erwägung, daß die unterschiedlichen nuklearen Brennstoffanordnungen nebeneinander auf der Platte des Reaktors angeordnet sind, und besonders im Bereich der Abstandsgitter miteinander in Kontakt kommen, hat man ein Verhaken der Anordnungen im Bereich der genannten Gitter an benachbarten Anordnungen, besonders beim Anheben oder beim Positionieren von Anordnungen, beobachten können.
Im Rahmen eines Hebevorganges, d. h. beim Anheben oder beim Repositionierenen einer Anordnung, drückt sich dieses Verhaken durch eine Lastspitze der Hebevorrichtung und besonders des Seils aus, welche unverzüglich detektiert werden muß, um das Stoppen des Windenmotors der Belademaschine sicherzustellen.
Unter der Annahme, daß eine solche Lastspitze nicht bemerkt wird, oder daß das Stoppen des Windenmotors erst zu spät eintritt, können die Gitter der verhakten Anordnungen tatsächlich Schaden nehmen, und es besteht die Gefahr, daß der Zusammenhalt der Anordnungen selbst leidet.
Dasselbe Phänomen entsteht im Fall der Positionierung einer Anordnung im Kern, der einzige Unterschied ist hierbei, daß die Lastspitze in einen Lastabfall derart übergeht. daß die Spannung auf dem Seil oder der Kette sich verringert, und dabei die Positionierung der Brennstoffanordnung in einer vertikalen Position nicht mehr sichergestellt ist.
Um diesen schwerwiegenden Nachteil zu beheben, wurde beispielsweise in dem Dokument EP-B-0 292 413 der Anmelderin eine Lastkompensation vorgeschlagen, welche bestimmt ist, im Bereich des Wagen der Belademaschine angebracht zu werden. Eine solche Vorrichtung weist im wesentlichen auf:
- einen festen, mit dem Wagen fest verbundenen Rahmen, welcher zwei äußere Anschläge umfasst;
- einen Schlitten, der im Rahmen zwischen diesen äußeren Anschlägen verfahrbar ist;
- eine äußere Glocke bzw. ein äußeres Glockenteil mit geeigneten Mitteln zum Zusammenwirken mit dem Schlitten;
- einen Überlastzylinder, der zwischen dem Schlitten und dem Rahmen angeordnet ist, insbesondere eines der äußeren Enden;
einen Unterlastzylinder, der zwischen dem Schlitten und der äußeren Glocke angeordnet ist.
Das Ende des Seils oder der Kette der Hebevorrichtung ist direkt oder indirekt an der äußeren Glocke befestigt.
Des weiteren ist eine elektro-pneumatische Schaltung zur Modulierung der Beaufschlagung der Zylinder vorgesehen und arbeitet in Abhängigkeit von den Laständerungen.
Diese Laständerungen werden mittels einer Gewichtsanzeige bzw. Kraftmeßdose in Abhängigkeit der zunächst festgelegten und eingeregelten Schwellenwert erfaßt, welche die Beaufschlagung des besagten Überlast- und/oder Unterlastzylinders gemäß diskreten Werten veranlaßt.
Diese voreingestellten und damit festen Drücke erlauben zuverlässig, die positiven oder negativen Lastveränderungen zu kompensieren, man ist sich aber auch unter Berücksichtigung des Fehlens einer Kontrolle der effektiven Bewegung des Seils klar darüber, daß die Summe der Aktionen, welcher die manipulierte Brennstoffanordnung unterworfen ist, nämlich die Bewegung, welche das Verhaken erzeugt hat und die durch den Kompensator erzeugte Gegenbewegung, zu einer absoluten Verschiebung der Brennstoffanordnung in der entgegengesetzten Richtung der ursprünglichen Bewegung führt.
Derzeit ist es gängige Praxis, daß die Brennstoffanordnungen, welche innerhalb desselben Kerns nebeneinander vorliegenden, von Typ und Marke her unterschiedlich sein können, und daß die Höhe der Positionierung der Abstandsgitter einer jeden Anordnung unterschiedlich sein kann und daher entgegengesetztes und unkontrolliertes Verhaken hervorrufen kann, eben wegen der absoluten Verschiebung der angehobenen Brennstoffanordnungen in der entgegengesetzten Richtung der Ausgangsbewegung. Es hat sich des weiteren gezeigt, daß man, berücksichtigt man die Geschwindigkeit der Bewegung des Kompensators, eine Relativbewegung zwischen Brennstoffanordnungen erzeugt, deren Momentangeschwindigkeit höher ist als die zulässige Geschwindigkeit bei der Manipulation dieser Anordnungen.
Hieraus folgt, daß die Durchführung einer genauen Kontrolle des Betriebs des Kompensators und besonders der Unterdrückung jeder entgegengesetzten Bewegung der manipulierten Brennstoffanordnung als erforderlich erscheint.
Die Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren zur Regulierung des Betriebs einer solchen Lastkompensationsvorrichtung vorzuschlagen, welches geeignet ist, bei seiner Anwendung diese entgegengesetzte Absolutbewegung der Last zu vermeiden. Dieses Verfahren zum Regulieren der Betriebsweise einer Lastkompensationsvorrichtung einer Manipulationsvorrichtung umfaßt:
- eine feste, innere Glocke, welche fest an dem Element befestigt ist, auf welchem die Manipulationsvorrichtung ruht, und in der ein oberer Kolben und ein unterer Kolben zwischen innerhalb der genannten Glocke angeordneten Anschlägen bzw. zwischen dem oberen Kolben und dem Boden der genannten Glocke hin- und herbeweglich sind;
- eine mobile, äußere Glocke, die mit dem unteren Kolben zusammenwirken kann, und an welcher das eine Ende des Manipulationsorgans befestigt ist, insbesondere das Seil oder die Kette, an dessen anderem Ende die Last angehängt ist;
- einen pneumatischen Überlastzylinder, der sich zwischen dem oberen Kolben und der festen, inneren Glocke erstreckt, und einen pneumatischen Unterlastzylinder, der sich zwischen dem oberen Kolben und dem unteren Kolben erstreckt, wobei die Zylinder durch eine elektrische Steuerorgan- bzw. Mehrwegeventilanordnung mit einer Druckquelle verbunden sind oder entleert werden.
Es besteht darin, den Druck innerhalb der Zylinder kontinuierlich derart zu steuern, um den dem Gleichgewichtszustand entsprechenden Sollwert der Position der äußeren Glocke in Abhängigkeit von den gemessenen Druckänderungen auf den Zylinder zu verändern, um jede Wirkung der Lastspitze oder des Lastabfalls auf die Last zunichte zu machen, und um den Kompensator nach Unterdrückung der Ursache, die zu einem solchen Zustand der Lastspitze oder des Lastabfalls geführt hat, in seinen Gleichgewichtszustand zurückzuführen, der einer normalen Arbeitsweise des Hebezeugs bzw. der Manipulatorvorrichtung entspricht, d. h. der Abwesenheit jeder Lastspitze oder jedes Lastabfalls.
Die Erfindung besteht mit anderen Worten darin, auf dauerhafte Weise den herrschenden Druck im Inneren der Kammern der pneumatischen Zylinder zu steuern, um sehr schwache Druckänderungen innerhalb dieser Kammern derart zu erzielen, daß ein konstanter Druck angestrebt wird, mit dem Ziel, die Ausgangsposition der Kompensationsvorrichtung zu erhalten, und dabei die Beanspruchungen im Fall einer Lastspitze oder eines Lastabfalls zu beschränken, und besonders im Fall des Verhakens der Brennstoffanordnungen, aber auch, um jegliches Phänomen der "Richtungsumkehr" der Last nach dem Eingriff der Kompensationsvorrichtung zu vermeiden.
Gemäß der Erfindung erfolgt die Regelung permanent, das Aussetzen der Hebefunktion bei einem Störfall (Gitterverhaken) wird durch die Erfassung einer Positionsveränderung des Kompensators und genauer der äußeren Glocke ausgelöst. Es ist weiterhin möglich, aus dieser Positionsänderung heraus die Geschwindigkeit der Verschiebung der äußeren Glocke durch einfache Herleitung aus der Zeit dieser Positionsänderung zu folgern, wobei die Geschwindigkeit mit einem repräsentativen, festgesetzten Schwellenwert verglichen wird, welcher repräsentativ für ein Charakteristikum einer Situation der Lastspitze, des Lastabfalls und auf spezifischere Weise für ein Verhaken ist. Tatsächlich ist es über diesen Umweg bzw. Ansatz möglich, eine solche Situation vor der Entdeckung des zulässigen Schwellenwertes für die Last durch die herkömmlichen, dynamometrischen Mittel zu entdecken.
Auf diese Weise erlaubt eine solche Erfassung sehr schnell das Unterbrechen der Bewegung, wenn diese Situation eintritt, wobei die Unannehmlichkeiten bzw. Nachteile und die inhärenten Störungen eines späten bzw. verspäteten Anhaltens vermieden werden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird ein Signal der Erfassung einer Lastspitze, eines Lastabfalls und insbesondere des Verhakens durch Detektion des Grenzwertes einer Lastspitze oder eines Lastabfalls, welches durch ein herkömmliches und insbesondere dynamometrisches Wiegesystem geliefert wird, mit dem Stoppen der Bewegung, welche diese Situation ausgelöst hat, rückgestellt, was dem System eine Redundanz verleiht, welche die Betriebskonditionen einer solche Lastkompensationsvorrichtung optimiert.
Die Erfindung bezieht sich gleichermaßen auf die Lastkompensationsvorrichtung, welche dieses Verfahren verwirklicht.
Die Art und Weise, wie die Erfindung ausgeführt werden kann, und die Vorteile, die von dort herrühren, werden anhand des nachfolgend beschriebenen, nicht beschränkenden Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Figuren klarer. Die Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, welche eine Belademaschine zeigt, die mit einer erfindungsgemäßen Lastkompensationsvorrichtung ausgestattet ist.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen verschiedene Betriebszustände der erfindungsgemäßen Lastkompensationsvorrichtung, im Gleichgewicht bzw. im Zustand der Lastspitze, bzw. im Zustand des Lastabfalls.
Fig. 1 Zeit einen Wagen (1) einer Belademaschine für nukleare Brennstoffanordnungen eines Reaktors eines Atomkraftwerks. Der Wagen (1) läuft mittels Rollen (3) auf einer Laufschiene (2); auf ihm ist eine Hebevorrichtung befestigt, welche aus einer Winde (4) mit Antriebsmotor (5) besteht, auf welche sich ein Seil (6) aufrollen kann. Das andere Ende des Seils (6) ist an einer ebenfalls am Wagen (1) befestigten Lastkompensationsvorrichtung (7) befestigt.
Das Seil (6) umwickelt eine Rolle (8), welche drehbar an einem Träger (9) aufgehängt ist, welcher am Wagen (1) befestigt ist und wirkt mit einer Gewichtsanzeige bzw. Kraftmeßdose (10) vom dynamometrischen Typ mit Dehnmeßstreifen (solche, wie sie beispielsweise von der Firma TELEMECHANIQUE vertrieben werden) zusammen und ist an eine Gewichtsanzeige angeschlossen, wobei die das Gewicht betreffenden Informationen an einen programmierbaren Automaten (nicht dargestellt) übermittelt werden, welcher die Belademaschine verwaltet.
Die Last (11) ist am Haken (12a) eines Flaschenzugblocks (12) aufgehängt, dessen Rolle (12b) von dem Seil (6) umschlungen ist, bevor sich dieses um die Trommel der Winde (4) schlingt.
Wie bereits gesagt, wird die Erfindung besonders im Zusammenhang mit der elektronuklearen Industrie beschrieben. Die fragliche Last (11) wird hier in der Tat durch eine nukleare Brennstoffanordnung gebildet, die man im Kern eines Reaktors lagern bzw. dorthin transportieren möchte, wobei diese Lagerung bzw. dieser Transport aus dem Aufstellen der besagten Anordnung auf der Platte des Kerns bestehen kann, aber auch aus ihrem Austausch oder ihrem Umplatzieren.
Im folgenden wird die Lastkompensationsvorrichtung (7) detaillierter beschrieben, ohne sich dabei zu sehr an Einzelheiten aufzuhalten, da diese in der bereits erwähnten EP-B-0 292 413 in allen Einzelheiten beschrieben ist.
Der Lastkompensator weist als erstes eine am Wagen (1) befestigte, starre, innere Glocke auf, die aus wenigstens zwei Säulen (13) zusammengesetzt ist, wobei jede dieser beiden Säulen zwei Abschnitte (13b) und (13c) von unterschiedlichen Durchmessern aufweist, wobei der Übergang dieser Abschnitte einen Absatz bzw. eine Schulter (13a) bildet. Die freien Enden der beiden Abschnitte (13a) sind durch einen zugleich einen Anschlag bildenden Querträger (14) verbunden.
Ein oberer Kolben (15) ist geeignet, um sich zwischen den Anschlägen (13a) und (14) zu verschieben, und ein unterer Kolben (16) ist ebenso geeignet, um sich zwischen dem Kolben (15) und etwa dem unteren Ende oder dem Boden der inneren Glocke zu bewegen.
Jeder Kolben weist einen elastischen bzw. nachgiebigen, pneumatischen Druckzylinder, einen Überlastzylinder (17) bzw. einen Unterlastzylinder (18) auf, welche getrennt voneinander gespeist werden durch eine flexible Rohrleitung, welche von einer Druckluftquelle (nicht dargestellt) herführt.
Die Verbindung mit der auszubalancierenden Last, welche in den Fig. 2 bis 4 durch den Pfeil dargestellt ist, und welcher tatsächlich die Anlenkung des Seils (6) anzeigt, wird vermittels einer in vertikaler Verschiebungsrichtung beweglichen, äußeren Glocke (19) realisiert, welche geeignet ist, sich an der Basis des unteren Kolbens (16) mittels eines Kippzapfens (20) abzustützen.
Die auszubalancierende Last ist vorteilhafterweise mit einem Gegengewicht (21) verbunden, welches auf vertikalen Stützen bzw. Säulen (22) frei gleiten kann, welche sich vom oberen Ende der äußeren Glocke (19) erstrecken und an diesem fest montiert sind. Es gilt zu bemerken, daß die Verschiebung des Gegengewichts (21) auf den Stützen (22) im oberen Bereich durch die Anschläge (23) begrenzt ist.
Die Betriebs- bzw. die Funktionsweise dieser Lastkompensationsvorrichtung (7) ist wie folgt:
Wenn sich das System im Gleichgewicht befindet (s. Fig. 2), d. h. wenn die Last auf keinen Widerstand trifft, sind die entsprechenden Drücke in den Zylindern (17) bzw. (18) PU&sub1; bzw. PO&sub1;. Der Druck PO&sub1; ist derart fest eingestellt, daß er nicht zur Positions< lnderung des oberen Kolbens (15) führen kann, und daß dieser tatsächlich an den an der inneren Glocke (13) angebrachten Anschlägen (13a) aufliegt.
Dieses Gleichgewicht bleibt solange bestehen, wie die Spannung des Seils etwa konstant bleibt und insbesondere, solange sie einen bestimmten Schwellewert nicht überschreitet. Tatsächlich ist die äußere Glocke in einer Höhe h bezogen auf die Basis der inneren Glocke angeordnet, so wie es in der Fig. 2 dargestellt ist.
Im Falle einer Lastspitze (Fig. 3) wird die zusätzliche Spannung durch den Lastkompensator aufgefangen, indem die äußere Glocke (19) zur Aufwärtsbewegung entsprechend einer Höhe h&sub1; durch Druckreduzierung im Inneren des Überlastzylinders entsprechend einem neuen Wert PU&sub1; unterhalb PU&sub1; veranlaßt wird.
Ebenso wird im Falle eines Lastabfalls (Fig. 4) die Verminderung der Seilspannung aufgefangen und dennoch die Spannung im Gleichgewicht erhalten, indem man das Absenken der äußeren Glocke durch das Erzeugen eines Druckes PC&sub2; oberhalb PO&sub1; im Inneren des Unterlastzylinders hervorruft.
Wie bereits erwähnt wurde, würde eine Lastkompensation gemäß dem bekannten Stand der Technik ab Schwellenwerten von Lastspitze oder Lastabfall funktionieren, welche durch die Gewichtsanzeige (10) detektiert werden.
Auch die Nachteile, die mit dieser Arbeitsweise des Kompensators zusammenhängen, wurden gezeigt.
Erfindungsgemäß ist tatsächlich jede der Kammern der pneumatischen Überlast- (17) bzw. Unterlastzylinder (18) mit einem Druck-Messwertgeber versehen, welcher geeignet ist, ununterbrochen den im Inneren dieser Kammern herrschenden Druck anzuzeigen, und wobei die so gemessenen Größen an den bereits erwähnten programmierbaren Automaten übertragen werden, welcher auf eine Anordnung von elektrischen Steuerorganen bzw. Mehrwegeventilen wirkt, welche die Strömungsverbindung zu einer Druckluftquelle oder zu einem Ausströmauslaß sicherstellt.
In der Tat wird sich im Falle der Lastspitze der in der Tiefe des Überlastzylinders (17) festgestellte Druck erhöhen, berücksichtigt man einerseits die mangelnde Ausdehnbarkeit des Volumen des besagten Zylinders und auf der anderen Seite die durch das Seil (6) übertragene und von der äußeren Glocke (19) weitergeleitete Überspannung.
Dieser Überdruck wird unverzüglich aus einer oder gleichzeitig aus beiden Kammern bis zur Rückkehr zum Gleichgewichtsdruck abgelassen, d. h. mit dem Ziel, denselben Druck wie den des Gleichgewichtszustandes zu erhalten, alles unter Beachtung der Aufwärtsbewegung der äußeren Glocke von der Höhe h auf die Höhe h1. De r mit seinem Betriebsautomaten verbundene Innendruck-Meßwertgeber wird mit anderen Worten den der Lastspitze inhärenten Überdruck einfach auf den Originaldruck zurückführen, wenn der Kompensator in der Gleichgewichtsstellung ist. Umgekehrt gibt es im Falle eines Lastabfalls eine Verringerung der Seilspannung und somit eine Tendenz der äußeren Glocke (19), sich derart zu senken, daß der Druck im Inneren des pneumatischen Raumes des Unterlastzylinders (18) fällt, und gleichzeitig, unter dem Einfluß des Automaten, wird diese Verringerung durch das Einbringen von Druckluft bis zum Wiedererreichen des Ausgangsdrucks des Gleichgewichts kompensiert. Parallel hierzu beobachtet man, bis zur Rückkehr zu den Gleichgewichtskonditionen des Kompensators, ein Absinken der äußeren Glocke von der Höhe h auf die Höhe h&sub2;.
Diese Druckregulation, die des weiteren gleichzeitig in einer oder beiden Kammern verändert werden kann, erzeugt mit anderen Worten eine Veränderung der Seilbeanspruchung, welche auf das Minimum verringert ist, und sichert außerdem die Erhaltung eines physischen Kontakts zwischen den betroffenen Elementen, besonders den der Brennstoffanordnungen.
Durch die Beibehaltung einer quasi konstanten Beanspruchung auf das Seil und besonders der Spannung, und ansonsten durch die Verwirklichung einer kontinuierlichen Druckänderung verhindert man die Phänomene der "Richtungsumkehr", welche beobachtet werden, wenn der Kompensator mit den Grenzdrücken arbeitet.
Erfindungsgemäß sieht man die Installation von Positionsaufnehmern bzw. Lagesensoren für die Position des Lastkompensators und genauer für die Position der äußeren Glocke (19) vor.
Die Positionsaufnehmer sind Aufnehmer, wie sie besonders aus der Technologie der Optik oder als Differentialtransformatoren an sich bekannt sind, welche die Messung für die Regelung der Position der äußeren Glocke sicherstellen. Die korrespondierenden Signale werden zudem bearbeitet, um die Geschwindigkeit dieser Verschiebung durch Ableiten der Entfernung der so gemessenen Verschiebung der Glocke mit Bezug auf die Zeit zu bestimmen. Diese Geschwindigkeit ist charakteristisch für eine Situation der Lastspitze, des Lastabfalls und auf insbesondere für das Verhaken, und ihre Bestimmung erlaubt sehr rasch das Anhalten der Winde (4) auszulösen, d. h. das Stoppen der Bewegung, welche diese Situation zur Folge hatte.
Gemäß eines vorteilhaften Merkmals der Erfindung wird ein Signal zur Aufdeckung einer Lastspitze, eines Lastabfalls und insbesondere des Verhakens durch Erfassen des von der Gewichtsanzeige (10) übergebenen Schwellenwertes der Lastspitze oder des Lastabfalls, durch den programmierbaren Automaten oder die Steuerungs- der Hebevorrichtung ebenfalls zurückgestellt, was dem System eine Redundanz verleiht, welche die Betriebsbedingungen einer solchen Lastkompensationsvorrichtung optimiert.
Aus der Funktionsweise und der Art der Regulierung bzw. Steuerung der erfindungsgemäßen Lastkompensationsvorrichtung ergeben sich eine gewisse Zahl von Folgen und Vorteilen, unter welchen man nennen kann:
das Halten der Zylinder auf konstantem Druck, was die Existenz einer Beanspruchung bei Lastspitzen oder Lastabfällen nahe der im Gleichgewicht existierenden Beanspruchung mit sich bringt;
- das Halten der Zylinder auf konstantem Druck mit einer leichten Veränderung der hiervon herrührenden Kraft sichert das Beibehalten des Kontakts zwischen dem Seil und der Last ohne Phänomene der entgegengesetzten Bewegung derart, daß es keine entgegengesetzten Störungen zwischen den Abstandsgittern der Brennstoffanordnungen verschiedenen Typs gibt;
- die Kontinuität der Druckregulierung drückt sich im Fehlen bzw. Nichtvorhandensein von Ruckbewegungen bzw. Stößen aus;
die Steuerung der Stellung des Kompensators erlaubt dessen Rückkehr auf seine Ausgangsposition nach der Unterdrückung des Verhak-Effektes;
- die Anpassungsfähigkeit und die Präzision dieses Systems erlauben, die Erfassungsschwellen auf niedrigere Werte zu reduzieren, typischerweise auf 40 bis 60 daN anstatt von 80 daN.

Claims

1. Verfahren zum Regulieren des Betriebs einer Lastkompensationsvorrichtung einer Manipulatorvorrichtung, welches umfaßt:

eine feste, innere Glocke (13), welche fest an dem Element befestigt ist, auf welchem die Manipulatorvorrichtung ruht, und in der ein oberer Kolben (15) und ein unterer Kolben (16) zwischen innerhalb der genannten Glocke angeordneten Anschlägen (13a, 14) bzw. zwischen dem oberen Kolben (15) und dem Boden der Glocke hin- und herbeweglich sind;

eine mobile, äußere Glocke (19), die mit dem unteren Kolben (16) zusammenwirken kann, und an welcher das eine Ende des Manipulationsorgans (6) befestigt ist, insbesondere ein Seil oder eine Kette, an dessen anderem Ende die Last (11) angehängt ist;

einen pneumatischen Überlastzylinder (17), der sich zwischen dem oberen Kolben (15) und dem Anschlag (14) der festen, inneren Glocke (13) erstreckt, und einen pneumatischen Unterlastzylinder (18), der sich zwischen dem oberen Kolben (15) und dem unteren Kolben (16) erstreckt, wobei die Zylinder über eine elektrische Steuerorgan- bzw. Mehrwegeventilanordnung mit einer Druckluftquelle verbunden sind oder entleert werden, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, den Druck innerhalb der Zylinder (17, 18) kontinuierlich derart zu steuern, um den dem Gleichgewichtszustand entsprechenden Sollwert der Position der äußeren Glocke (19) in Abhängigkeit von den gemessenen Druckänderungen auf den Zylinder zu verändern, um jede Wirkung der Lastspitze oder des Lastabfalls auf die Last (11) zunichte zu machen, und um den Kompensator nach Unterdrückung der Ursache, die zu einem solchen Zustand der Lastspitze oder des Lastabfalls geführt hat, in seinen Gleichgewichtszustand zurückzuführen, der einer normalen Arbeitsweise der Manipulatorvorrichtung entspricht, d. h. der Abwesenheit jeder Lastspitze oder jeden Lastabfalls.

2. Verfahren zum Regulieren des Betriebs einer Lastkompensationsvorrichtung einer Manipulatorvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierung des Betriebsdrucks der Zylinder durch eine Erfassung der Druckänderung in den Zylindern durchgeführt wird.

3. Verfahren zum Regulieren des Betriebs einer Lastkompensationsvorrichtung einer Manipulatorvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verschiebung der äußeren Glocke (19) betreffenden Signale derart bearbeitet werden, daß die Geschwindigkeit der Verschiebung der äußeren Glocke durch einfache Herleitung aus der Zeit dieser Positionsänderung gefolgert werden kann, wobei die Geschwindigkeit mit einem repräsentativen, festgesetzten Schwellenwert verglichen wird, welcher für ein Charakteristikum einer Situation der Lastspitze, des Lastabfalls repräsentativ ist, und um in Abhängigkeit von diesem Vergleich das Anhalten der Hebebewegung auszulösen.

4. Verfahren zum Regulieren des Betriebs einer Lastkompensationsvorrichtung einer Manipulatorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch charakterisiert, daß ein Signal der Erfassung der Lastspitze oder des Lastabfalls durch Erkennen des Grenzwertes der Lastspitze oder des Lastabfalls, welches durch ein herkömmliches und insbesondere dynamometrisches, am Seil (6) angebrachtes Wiegesystem geliefert wird, ebenfalls durch den programmierbaren Automaten oder der Steuerungseinheit der Manipulatorvorrichtung rückgestellt wird, um dem System eine Redundanz zu verleihen, um zu einer Beendigung der Bewegung zu führen, die zu dieser Situation der Lastspitze oder des Lastabfalls geführt hat.

5. Lastkompensationsvorrichtung einer Manipulatiormaschine, welche aufweist:

- eine feste, innere Glocke (13), welche fest an dem Element befestigt werden kann, auf welchem die Manipulatorvorrichtung ruht, und in der ein oberer Kolben (15) und ein unterer Kolben (16) zwischen innerhalb der besagten Glocke installierten Anschlägen (13a, 14) bzw. zwischen dem oberen Kolben (15) und dem Boden der besagten Glocke hin- und herbeweglich sind;

- eine mobile, äußere Glocke (19), die mit dem unteren Kolben (16) zusammenwirken kann, und an welcher das eine Ende des Transportorgans befestigt werden kann, insbesondere das Kabel oder die Kette, an dessen anderen Ende die Last angehängt ist;

- einen pneumatischen Überlastzylinder (17), der sich zwischen dem oberen Kolben (15) und dem Anschlag (14) der festen, inneren Glocke (13) erstreckt, und einen pneumatischen Unterlastzylinder (18), der sich zwischen dem oberen Kolben (15) und dem unteren Kolben (16) erstreckt, wobei die Zylinder mit einer Druckquelle und einem Drucksumpf verbunden sind;

einen programmierbaren Automaten oder eine Steuerungseinheit, dadurch gekennzeichnet, daß

jeder der Zylinder (17, 18) einen integrierten Druckmeßwertgeber aufweist, dessen Signale an den programmierbaren Automaten oder die Steuerungseinheit übermittelt werden, um eine Regulierung des Drucks innerhalb der Zylinder zu veranlassen, um den Druck in den Zylindern bei einer Lastspitze oder bei einem Lastabfall konstant zu halten.

6. Lastkompensationsvorrichtung einer Manipulatorvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Positionswertgebern versehen ist, welche die Verschiebung der äußeren Glocke (19) erfassen können, wobei die von diesen Meßwertgebern übertragenen Signale im weiteren in Verbindung mit einer Uhr bearbeitet werden, um die Geschwindigkeit der Verschiebung der äußeren Glocke zu bestimmen.