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Vorrichtung und Verfahren zur Handhabung von Meß-
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und Probenahmesonden Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zur Handhabung von Meß- und Probenahmesonden, die an eine höhenverstellbare Sondenlanze
ankuppelbar, mit dieser in ein eine Schmelze enthaltendes Gefäß absenkbar und aus
diesem herausziehbar sind, mit einem Magazin, dessen in Längsrichtung nebeneinander
liegenden Magazin schächten die gespeicherten Sonden einzeln entnehmbar und in eine
Entnahmestellung parallel zur Lanzenachäc bringbar sind, und mit zwei als Klemmbackenpaare
-ausgebildeten Halteorganen und einem Trennorgan in.k'orm einer zwischen die Halteorgane
schwenkbaren Trennscheibe, die einen gemeinsamen Tragrahmen aufweisen und in den
Bereich der Lanzenachse ;bewegbar sind.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Handhabtuig von
Meß- und Probenahmesonden, die einzeln einem Magazin entnommen und durch eine Kupplungsbewegung
an einer Sondenlanze befestigt werden, bevor diese in ein eine Schmelze enthaltendes
Gefäß abgesenkt wird.
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Eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Gattung
sind in der DE-OS 28 07 152 vorbeschrieben.
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Die bekannte Vorrichtung besteht dabei im wesentlichen aus einem Magazin,
in dessen Magazinschächten die Sonden lotrecht angeordnet sind, sowie aus einem
an der
Stirnseite des Magazins befestigten Rahmen, in dem Abstreif-
und Trennorgane gehalten sind; diese bestehen einerseits aus zwei mit Annäherungsfühlern
versehenen Slemmbackenpaaren und andererseits aus einer zwischen die Klemmbackenpaare
schwenkbaren Trennscheibe. Das Magazin, welches in Richtung seiner Längsachse verschiebbar
gehalten ist, ist darüber hinaus mit einer Handhabungseinheit -- bestehend aus Sondenlanze,
Sondenlanzen-Führung und Sondenlanzen-Hubwerk - zu einer Einheit zusammengefaßt.
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Durch die Zusammenfassung des Magazins, der Handhabungseinheit sowie
der Abstreif- und Trennorgane zu einer beweglichen Einheit wird zwar die Handhabung
der Sonden und die Überwachung der Schmelzvorgänge erleichtert. Die Einheit ist
jedoch verhältnismäßig kompliziert aufgebaut und - bedingt durch die enge Zuordnung
der einzelnen Bestandteile zueinander - zumindest ohne weiteres nicht an unterschiedliche
Betriebsbedingungen anpaßbar. Der Aufbau des bekannten Magazins ist zudem insofern
nachteilig, als die Sonden stehend innerhalb der Magazinschächte an-.
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geordnet sind; diese Anordnung erschwert den Weitertransport der Sonden
innerhalb des Magazins und auch die Sondenvereinzelung.
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Von Nachteil ist die stehende Anordnung der Sonden innerhalb des Magazins
auch insoweit, als die Sondenbevorratung (Nachfüllen, Austauschen, Vorratsüberwachung)
behindert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Vorrichtung
und ein weiteres Verfahren zur Handhabung von Meß-und Probenahmesonden anzugeben
und damit den Einsatzbereich derartiger Handhabungsvorrichtungen zu erweitern. Die
Vorrichtung und das Verfahren sollen darüber hinaus bei ver-
besserter
Zugänglichkeit der Meßstelle zur Erhöhung der Funktionssicherheit beitragen.
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Schließlich soll die Zugänglichkeit der Einzelbestandteile der neuen
Vorrichtung insbesondere im Störunqsfall verbessert werden.
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Die gestellte Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten
Gattung gelöst, welche insbesondere die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Im Unterschied
zum eingangs erläuterten Stand der Technik weist die neu vorgeschlagene Vorrichtung
einen schwenkbaren Tragrahmen auf, an dem die beiden Halteorgane und das Trennorgan
befestigt sind; mittels des Tragrahmens kann jeweils eine aufrechtstehende Sonde
aus dem Bereich des Magazins in den Bereich der Sondenlanze geführt und an dieser
angekuppelt bzw. von dieser abgezogen worden.
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Die neue Vorrichtung benötigt also kein irgendwie bewegliches Magazin;
dieses kann vielmehr - sofern nicht besondere Umstände vorliegen - ortsfest außerhalb
des Bereiches der Meßstelle und auch der Sondenlanze angeoshet sein.
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Aus der DE-OS 25 21 833 ist zwar bereits eine an einem Schwenkarm
angeordnete Trennscheibe bekannt, die in den Bereich zweier Haltezangen verfahrbar
ist. Die Haltezangen und die Trennscheibe sind jedoch an der die Sondenlanze umfassenden
Handhabungseinheit befestigt, welche ortsfest angeordnet ist. Das zugehörige Magazin
weist demzufolge einen Verschiebeantrieb auf, mit dem es in den Bereich der Lanzenachse
bewegt werden kann. Der Nachteil dieses Standes der Technik ist insbesondere darin
zu sehen, daß das zugehörige Magazin wie bereits angedeutet wurde - unter die Sondenlanze
verfahren werden muß und dabei den Zugang zu den unterhalb der Sondenlanzen-Führung
befindlichen Zugabe- und Überwachungsöffnungen erschwert oder sogar ausschließt.
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Ein weiteres wesentliches Merkmal der neuen Vorrichtung besteht darin,
daß eines der beiden Halteorgane, nämlich das oberhalb des Trennorgans befindliche
Sondenklemmbackenpaar, am Tragrahmen höhenverstellbar ist.
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Diese höhenverstellbare Anordnung hat den Vorteil, daß die festgehaltene
Sonde - die insbesondere zur Probenahme, Temperaturmessung, oder Badstandsmessung
eingesetzt werden soll - bezüglich der Sondenlanze nach oben oder nach unten bewegt
werden kann, ohne daß die Sondenlanze selbst angehoben oder abgesenkt werden muß.
Es ist verständlich, daß das Sondenklemmbackenpaar mit wesentlich geringerem Aufwand
und wesentlich feinfühliger höhenverstellbar ist als die eine beträchtliche Länge
aufweisende Sondenlanze. Die neue Vorrichtung trägt infolgedessen erheblich dazu
bei, die Handhabung von Sonden zu erleichtern und zu verbessern.
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Das Sondenklemmbackenpaar ist vorzugsweise an einem Hubwagen befestigt,
der parallel zur Lanzenachse verfahrbar ist (Anspruch 2); der Hubwagen ist vorteilhaft
pneumatisch angetrieben, insbesondere durch zwei Pneumatik-Zylinder.
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Die Handhabung der Sonden kann u.a. dadurch erleichtert werden, daß
der Tragrahmen oberhalb des Sondenklemmbakkenpaares mit einem Zentriertrichter ausgestattet
ist (Anspruch 3); dieser kann insbesondere aus zwei Trichterhälften bestehen, die
senkrecht zur Tragrahmenlängsachse in eine Zentrier- und eine Öffnungsstellung schwenkbar
sind (Anspruch 4).
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Die Klemmarme der Klemmbackenpaare sind vorzugsweise unter Zwischenschaltung
eines Spannschlosses gelenkig mit einem Drehantrieb verbunden (Anspruch 5); der
durch den Drehantrieb, insbesondere einen Druckluftmotor, verur-
sachte
Hub bzw. die durch diesen ausgeübte Klemmkraft kann durch Nachstellen der Spannschlösser
ohne Eingriff inden Drehantrieb stufenlos und feinfühlig eingestellt werden.
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Bei dem vorzugsweise eingesetzten Magazin sind unterhalb der Magazinschächte
Mitnehmer angebracht, mittels der jeweils eine der liegend angeordneten Sonden aus
einem Magazinschacht entnehmbar und einer Quertransporteinheit zuführbar ist; zusätzlich
ist eine die Sonde erfassende Aufrichteinheit vorgesehen, mittels der die von der
Quertransporteinheit abgeworfene Sonde in die Entnahmestellung schwenkbar ist (Anspruch*6)\.
Während also die Mitnehmer und die Quertransporteinheit die Beförderung jeweils
einer Sonde aus dem Bereich der Nagazinschächte bewirken, dient die Aufrichteinheit
dazu, die noch immer liegend angeordnete Sonde im Normalfall durch eine 900-Schwenkung
in die Entnahmestellung zu bringen, in der sie von dem Tragrahmen übernommen wird.
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3ei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist
jedem Magazinschacht eine Mitnahmewelle mit jeweils mehreren scheibenförmigen Mitnehmern
zugeordnet, deren den Schachtaustritt absperrender Umfangsbereich eine Mitnahmeöffnung
aufweist, welche dem Sondenquerschnitt angepaßt ist (Anspruch 7). Sobald die Mitnahmeöffnung
durch Drehen der Mitnahmewelle dem zugehörigen Schachtaustritt gegenüberliegt, rutscht
die untenliegende Sonde in die Mitnahmeöffnung und wird bei der sich anschließenden
tibergabebewegung der Mitnahmewelle der Quertransporteinheit zugeführt. Die scheibenförmigen
Mitnehmer können insbesondere so ausgebildet sein, daß - ausgehend von der Endlage
der Mitnahmewelle in der Sperrstellung - die Mitnahmeöffnung um 1500 versetzt der
Quer-
transporteinheit zugewandt liegt (Anspruch 8). Durch Drehen
der Mitnahmewelle beispielsweise einmal im Uhrzeigersinn und einmal im Gegenuhrzeigersinn
um jeweils 1500 wird die zunächst aus dem Magazinschacht entnommene Sonde der Quertransporteinheit
zugeführt. Der Mitnahmeantrieb weist dabei vorzugsweise eine derartigeAusbildung
auf, welche die Betätigung jeweils nur einer Mitnahmewelle zuläßt (Anspruch ; diese
Ausbildung kann aus einer geeigneten steuerungstechnischen Verknüpfung bestehen,
welche bei Inbetriebsetzen einer Mitnahmewelle jeweils die anderen Mitnahmewellen
bzw. deren Antriebe blockiert. Aus Gründen der Platzersparnis sind die Mitnehmer
etwa halbkreisförmig ausgebildet und bezüglich de-r Mitnehmer der benachbarten Mitnahme-welle
in Längsrichtung versetzt (Anspruch 10).
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Die neu vorgeschlagene Vorrichtung weist als Quertransporteinheit
zumindest ein Transportband auf, das - quer zu den Magazinschächtesl liegend - unterhalb
der Mitnehmer angeordnet und mit Erhebungen ausgestattet ist, deren gegenseitiger
Abstand zumindest dem Sondenfdurchmesser entspricht (Anspruch 11); durch die Erhebungen,
insbesondere Stollen, ist sichergestellt, daß die von den Mitnehmern freigesetzte
Sonde in der gewünschten Weise der nachgeschalteten Aufrichteinheit zugeführt wird.
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Diese weist Vorteilhaft einen Schwenkarm mit mehreren Ziemmorganen
auf, dessen Drehachse außerhalb des Bereichs der Magazinschächte am Magazin befestigt
ist (Anspruch 12).
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Um sicherzustellen, daß die festgehaltene Sonde jeweils eine bestimmte
vorgegebene Lage bezüglich des Schwenkarms einnimmt, sollten die Klemmorgane eine
eine Längs vers chiebung der Sonde zulassende Ausbildung aufweisen (Anspruch 13).
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Die Aufrichteinheit kann insbesondere mehrere winkelförmige
Zentrierabschnitte
aufweisen, die jeweils durch eine pneumatisch angetriebene Klemmzunge unterbrochen
sind (Anspruch 14). Weiterhin können Stoßdämpfer vorgesehen sein, welche zur Abbremsung
der Aufrichteinheit in der Ausgangsstellung oder in der dazu senkrechten Entnahmestellung
dienen (Anspruch 15).
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Das zur Lösung der gestellten Aufgabe geeignete Verfahren - welches
insbesondere auch mit der neuen Vorrichtung ausführbar ist - ist dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils eine Sonde nach dem Verlassen des Magazines durch Schwenken um etwa
90° in eine Entnahmestellung parallel zur Lanzenachse gebracht und nach Übernahme
durch einen Tragrahmen mit diesem unter die Sondenlanze geschwenkt wird (Anspruch
16).
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Das neue Verfahren kann darüber hinaus so ausgestaltet sein, daß die
Sonde durch eine am Tragrahmen ausgeführte Hubbewegung bezüglich der Sondenlanze
verschoben wird (Anspruch 17).
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert,
welche ein Ausführungsbeispiel mit weiteren wesentlichen Merkmalen umfaßt.
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Es zeigen: Fig. 1 a, b zu stark vereinfacht eine Seitenansicht bzw.
einen Schnitt nach Linie II-II inFig. 1 a der neuen Vorrichtung (ohne Sondenlanze,
Sondenlanzen-Führung und Sondenlanzen-Hubwerk),
Fig. 2 a bis d
eine Seitenansicht bzw. Ansichten der Rück- und Stirnseite bzw. eine Draufsicht
des Magazins, Fig. ? e einen Schnittnach Linie III-III in Fig. 2 a, Fig. 3 a, b
eine Seitenansicht bzw. Draufsicht auf einen als Manipulator ausgebildeten Tragrahmen,
Fig. 3 c bis e Schnitte nach den Linien IV-IV bzw. V-V bzw. VI-VI in Fig. 3 a.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist die folgenden wesentlichen
Bestandteile auf (vgl. Fig. 1 a und b): Ein ortsfest angeordnetes Magazin 1 mit
Mitnahmeeinheiten 2 und einer Aufrichteinheit 3 (die in der Entnahmestellung dargestellt
ist) sowie einen schwenkbaren Tragrahmen 4, der über zwei Konsolen 5 an der Umgebung,
beispielsweise einer Tragkonstruktion, aufgehängt ist. Tandem als Manipulator ausgebildeten
Tragrahmen 4 sind - von oben nach unten gesehen - ein Zentriertrichter 6, ein Hubwagen
7 mit einem Sondenklemmorgan 8, ein Trennorgan 9 und ein Probenklemmorgan 10 befestigt.
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Der Manipulator 4 ist zwischen einer Magazinstellung E und einer Meßstellung
M-schwenkbar (Fig. 1 b). Die erstgenannte Stellung fällt mit der Entnahmestellung
einer dem Magazin 1 entnommenen, lotrecht stehenden Sonde 11 zusammen. Die Meßstellung
M entspricht der Stellung, welche eine (in Fig. 3 a mit 12 bezeichnete) Sondenlanze
einnimmt. An diese sind Sonden, insbesondere Meßsonden und Probenahmesonden zur
Temperaturmes sung/Bads tanasmessung bzw. zur Probeentnahme, ansetzbar. Die Sondenlanze
ist
in an sich bekannter Weise an einer Sonden-Führung aus lotrechten Trägern abgestützt
und über ein Sondenlanzen-Hubwerk anhebbar bzw. absenkbar; eine derartige Handhabungseinheit
ist beispielsweise aus der DE-OS 28 07 152 bekannt.
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Unterhalb der Plattform 13, auf der sich das Magazin 1 und der Manipulator
4 befinden, ist ein eine Schmelze enthaltendes efäß 14 angeordnet, dessen Inhalt
- beispielsweise hinsichtlich der Temperatur und/oder der chemischen Zusammensetzung
- überwacht werden soll.
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Dies geschieht mit Hilfe der Sondenll, die unter Verwendung der bereits
erwähnten Sondenlanze in das Gefäß eingeführt werden und/oder durch eine Probeentnahme
aus dem Gefäß. Um den Durchtritt der mit einer Sonde bestückten Sondenlanze durch
die Plattform 13 zu ermöglichen, ist diese im Bereich der Meßstellung M mit einer
Meßbohrung 15 ausgestattet.
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Das Magazin 1 (vgl. Fig. 2a bis d) besteht aus einem quaderförmigen
Grundkörper, der in Längsrichtung durch quadratische Hohlprofile 16 in fünf nebeneinander
liegende Magazinschächte 17 zur Aufnahme waagerecht liegender Sonden 11 unterteilt
ist. Die seitliche Begrenzungswände bildenden Hohlprofile 16 sind an zwei Stellen
mit keilförmigen Führungsblechen 16' ausgestattet, deren Spitze den an der Magazinrückseite
(Fig. 2b) -angeordneten Magazintüren 18 zugewandt ist; die Führungsbleche 16' sollen
das Einschieben der Sonden 11 in die verschiedenen Magazinschächte 17 erleichtern.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Magazins 1 besteht darin,
daß im Bereich der Schachtaustritte Heizelemente in Form von Heizstäben 19 in die
waagerecht liegenden quadratischen Hohlprofile eingeschoben sind, und zwar von der
Stirnseite des Magazins her (Fig. 2 a,c);
die elektrisch betriebenen
Heizstäbe mit Anschlüssen 19' stellen sicher, daß die in den Magazinschächten 17
gelagerten Sonden 11 nicht zu-viel Feuchtigkeit aufnehmen.
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Unterhalb des Magazins ist jedem Magazinschacht 17 eine Mitnahmeeinheit
2 zugeordnet, die im wesentlichen aus einer Mitnahmewelle 20 und zwei scheibenförmigen
Mitnehmern 21 besteht. Die parallel zu den Magazin schächten verlaufende Mitnahmewelle
20 ist unter Zwischenschaltung eines Übersetzungsgetriebes 21" jeweils durch einen
pneumatischen Drehflügelmotor 21"' angetrieben.
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Aus Fig. 2e ist ersichtlich, daß die Mitnehmer 21 im Bereich der Magazinaustritte
17' angeordnet und im wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet sind. In der dargestellten
Sperrstellung verhindern die Mitnehmer 21 über ihre kreisförmig gebogene Umfangsfläche
den Austritt der waagerecht liegenden Sonden 11 nach unten; durch Drehen der Mitnehmer
21 im Uhrzeigersinn um 1500 gelangt eine die Umfangsfläche unterbrechende Mitnahmeöffnung
21' unter die Magazinaustritte 17'. Durch Drehen im Uhrzeigersinn um 150 und anschließendes
Rückdrehen um den gleichen Winkel kann also einem bestimmten Magazinschacht 17 die
jeweils unten liegende Sonde 11 entnommen und aus dem Magazin nach unten abgeführt
werden. Die Antriebe der Mitnahmewellen 20 mit den Bestandteilen 21" und 21"' sind
steurungstechnisch so verriegelt, daß jeweils nur eine Mitnahmewelle angetrieben
und demzufolge jeweils nur eine Sonde 11 einem bestimmten Magazinschacht 17 entnommen
wird.
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Unterhalb der den Magazinschächten 17 zugeordneten Mitnehmereinheiten
2 ist eine Quertransporteinheit 22 angeordnet, die- aus einem endlosen Transportband
23 mit Stollen 23'leiner Umlenkrolle. 24 und einer Antriebstrommel 25 besteht; letztere
ist mit einem nicht dargestellten innenliegenden Planetengetriebe und einem ebenfalls
nicht dargestellten Elektromotor ausgestattet. Die Bestandteile 24 und 25 stützen
sich über Lagerkonsolen 26 und eine Verbindungsplatte 27 auf der Lagerkonstruktion
28 für das Magazin 1 ab. Die Stollen 23' sind mit einem Abstand voneinander angeordnet,
der größer ist als der Durchmesser der zu transportierenden Sonden 11; sie gewährleisten
den sicheren Weitertransport der dem Magazin 1 einzeln entnommenen Sonde. Die Bewegungsrichtung
des Transportbandes 23 ist durch einen Pfeil 29 verdeutlicht.
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An die Quertransporteinheit 22 schließt sich auf der rechten Seite
des Magazins 1 (vgl. insbesondere Fig. 2b, d und e) die bereits erwähnte Aufrichteinheit
3 an, welche einen um eine Drehachse 30 bewegbaren Schwenkarm 31 aufweist (Fig.
2 a). Als Antrieb dient wiederum ein pneumatischer Drehflügelmotor 32.
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Der Schwenkarm 31 ist in der Nähe seiner beiden Endabschnitte jeweils
mit einem Klemmorgan ausgestattet; dieses besteht aus winkelförmigen Zentrierabschnitten
53, die durch eine pneumatisch angetriebene, bogenförmig ekrümmte Klemmzunge 34
(vgl. auch Fig. 2 b und 2 e) unterbrochen ist. Die Verstellung der Klemmzange erfolgt
mittels eines pneumatischen Drehflügelmotors 35 (Fig. 2 a, b). Um sicherzustellen,
daß die einem bestimmten Magazinschacht entnommene Sonde mit Sicherheit auf die
Quertransporteinheit 22 und von dieser auf die Zentrierabschnitte 33 gelangt, sind
der Quertransporteinheit 22
beidseitig Fuhrungsbleche 36 bzw. 37
zugeordnet (vgl.
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beispielsweise Fig. 2 e). Zur Vermeidung unerwünschter Stöße beim
Rückschwenken in die (beispielsweise in Fig. 2 d dargestellte) Ausgangsstellung
ist der Schwenkarm 31 an seinem freien Endabschnitt mit einem Stoßdämpfer 38 ausgestattet.
Die Drehflügelmotore 35 zum Öffnen und Schließen der Klemmzungen 34 sind jeweils
mit einem Endschalter 39 ausgestattet, welcher ein Schließsignal an die Steuerung
des Drehflügelmotors 32 weiterleitet; die mit diesem verbundene Drehachse 30 ist
vor der Stirnseite des Magazins 1 in Konsolen 40 gelagert (vgl. Fig. 2 d). Im Bereich
dieser Konsolen ist ein Abwurftrichter -41 angeordnet, an den sich ein nicht dargestelltes
Fallrohr und gegebenenfalls eine Rohrpostanlage zur Weiterbeförderung gebrauchter
Sondenteile anschließt.
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Mittels der Aufrichteinheit 3 kann die mittels der Klemmorgane 33,
34 festgehaltene Sonde durch Schwenken um 900 im Uhrzeigersinn in die lotrechte
Entnahmestellung (in Fig. 2 a strichpunktiert angedeutet) aufgerichtet werden. Die
Klemmorgane sind dabei so ausgebildet, daß die erfaßte Sonde zwar festgehalten wird,
sich jedoch in Längsrichtung verschieben-und gegen einen Anschlag 31' anlehnen kann,
der Bestandteil des der Drehachse 30 benachbarten Klemmorgans ist; auf diese Weise
ist sichergestellt, daß die lotrecht stehende Sonde jeweils die gleiche Entnahmestellung
einnimmt.
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Die Lage des Schwenkarms 31 in der Entnahmestellung ist mittels eines
Verstellstoßdämpfers 42 beeinflußbar; dieser befindet sich an der (in Fig. 2 a rechts
liegenden) Stirnseite des Magazins 1.
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Der als Manipulator 4 ausgebildete Tragrahmen (Fig.3 a, b) weist als
Tragelemente zwei lotrecht angeordnete Rohre 43, 44 auf, die über zwei waagerecht
liegende Rohre 45, 46 miteinander verbunden sind; als zusätzliche Aussteifung ist
ein Schrägrohr 47 vorgesehen, welches unter Bildung eines Dreieckverbandes mit den
Rohren 43 und 46 verbunden ist. Der Manipulator 4 stützt sich über eine Welle 48
und Wälzlager 48' drehbar in ortsfest gehaltenen Konsolen 49 ab. Das oben liegende
waagerechte Rohr 45 steht zusätzlich mit einem Anschlußblech 50 in Verbindung, an
dem die Kolbenstange 51 eines Hydraulikzylinderaggregats gelenkig angreift. Mittels
des nicht weiter dargestellten Hydraulikzylinderaggregats ist der Manipula tor 4
zwischen der Magazin und-Meßstellung E bzw. M (Fig .1 b) schwenkbar; der Schwenkbereich
ist durch zwei Endschalter 52, 53 (Fig. 3 b) festgelegt, welcheauf-den erwähnten
Hydraulikantrieb einwirken.
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Das (in Fig. 3 a links liegende) Rohr 43 ist auf seiner vom Rohr 44
abgewandten Seite über geeignete -Blechkonstruktionen mit einem Schutzblech 43'und
mit den bereits erwähnten Einheiten 6 bis 10 (vgl. Fig. 1 a) verbunden.
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Der unterhalb des Schutzblechs 43'befindliche Zentrier--trichter 6
besteht aus zwei gegeneinander beweglichen Trichterhälften 6' (Fig. 3 b), die an
schwenkbar gelagerten Haltearmen 54 befestigt und über an diesenangreifende Übertragungshebel
54sowie über gelenkig mit diesen verbundene Spannschlösser 55 mit einem pneumatischen
Drehflügelmotor 56 in Verbindung stehen. Durch Betätigung dieses Drehflügelmotors
können. die Trichter-
hälften in die in Fig. 3 b strichpunktiert
angedeutete Öffnungsstellung bewegt werden. Der Trichter 6 erleichtert es, die durch
die Einheiten 8 und 10 des Manipulators 4 festgelegte Längsachse 57 mit der Lanzenachse
12' in Übereinstimmung zu bringen; dies erleichtert es, eine Sonde auf den Anschlußabschnitt
i 2" der Sondenlanze 12 aufzuschieben.
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Unterhalb der Einheit 6 stützt sich der mit Führungsrollen 58 ausgestattete
Hubwagen 7 parallel zur Lanzenachse 12' verfahrbar an einer Führungsschiene 59 ab.
Der Hubwagen 7 ist durch zwei seitlich angeordnete Pneuma-60 tikzylinder/höhenverstellbar;
der maximale Hub beträgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 400 mm. Zur Abbremsung
der Hubbewegung sind die Konsolen 61 der Führungsbahn 59 jeweils mit einem Puffer
62 ausgestattet.
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Das an dem Hubwagen 7 befestigteSondenklemmbackenpaar 8.
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weist zwei jeweils mit prismatischen Klemmflächen 63' versehene Klemmarme
63 auf, welche drehbar in einer Blechkonstruktion 64 gehalten und über tbertragungshebel
65 und gelenkig angeschlpssene Spannschlösser 66 mit einem Drehflügelmotor 67 verbunden
sind. Die in Fig. 3 c angedeutete Klemmstellung ist durch Verstellen der Spannschlösser
66 - ohne Eingriff in den Drehflügelmotor 67 -. veränderbar.
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Das Trennorgan 9 unterhalb der Einheit 8 weist als wesentliche Bestandteile
eine an einem Schwenkarm 68 gehaltene Trennscheibe 69 auf, die durch einen Druckluftmotor
70 antreibbar und zum Teil von einem Schutzkäfig 71 umschlossen ist. Der Schwenkarm
ist mittels eines pneumatischen Drehflügelmotors 72 drehbar an einer Konsole 73
gehalten; der Schwenkwinkel zwischen der in
Fig. 3 d dargestellten
Schnittstellung und der strichpunktiert angedeuteten Ruhestellung beträgt etwa 670.
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Durch Betätigung des Drehflügelmotors 72 kann die umlaufende Trennscheibe
69 in den Bereich einer vom Manipulator 4 gehaltenen Sonde 11 geschwenkt und dadurch
ein Trennvorgang bewirkt werden.
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Das zweite Halteorgan des Manipulators 4, nämlich das Probenklemmbackenpaar
10Jist unterhalb der zuvor beschriebenen Einheit 9 ebenfalls an der Konsole 73 befestigt
(vgl. Fig. 3 a).
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Es besteht im wesentlichen aus zwei in einem Blechgehäuse 74 schwenkbar
gelagerten Haltearmen 75 mit plattenförmigen Klemmflächen 75?; die'Verstellung der
Haltearme 75 erfolgt über mit diesen zusammenwirkende Ubertragungshebel 76, gelenkig
angeschlossene Spannschlösser 77 und einen pneumatischen Drehantrieb in Form eines
Drehflügelmotors 78.
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In der in Fig. 3 e dargestellten Klemmstellung liegen die Klemmflächen
75' - ebenso wie die prismatischen Klemmflächen 63' in Fig. 3 c - im Bereich der
Längsachse 57.
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Die Einheiten 6 bis 10 des Manipulators 4 sind jeweils mit nicht dargestellten
Endschaltern ausgestattet, die bei Erreichen der jeweils beabsichtigten Endstellung
in den zugehörigen Antrieb eingreifen und gegebenenfalls das Erreichen der Endstellung
anzeigen bzw. die davon abhängige Betätigung weiterer Einrichtungen ermöglichen
oder auslösen.
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Die an der Konsole 49 des Manipulators 4 (Fig. 3 b) angeordneten Endschalter
52 und 53 werden durch die oberen
Flächen eines Ansc1ilages 45'
betätigt, welcher in der Nähe der Drehachse 48 auf dem Rohr 45 befestigt ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Nach dem
Einlegen der zu verwendenden Sonden ii in die jeweiiigen Magazinschächte 17 werden
die Magazintüren 18 geschlossen und verriegelt. Die jeweils unten liegende Sonde
(Fig. 2 e) stützt sich dabei auf der Umfangs fläche der zugehörigen, in Sperrstellung
befindlichen Mitnehmer 21 ab. An der Stirnseite des Magazins 1 sind Endschalter
79 angeordnet, die anzeigen, daß mindestens noch zwei Sonden im zugehörigen Magazinschacht
gespeichert sind. Durch eine elektronische Steuerung wird über ein Pneumatikventil
der mit diesem verbundene Drehflügelmotor 21dider Mitnahmewelle 20 geschaltet, wodurch
die Mitnabmewelle im Uhrzeigersinn um 1500 in die Aufnahmestellung zur Übernahme
der gewünschten Sonde gedreht wird; das Erreichen dieser Aufnahmestellung wird der
elektronischen Steuerung durch einen dem betreffenden Drehflügelmotor 21"tzugehörigen
Endschalter gemeldet.
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Da die beiden zusammenwirkenden Mitnehmer 21 jeweils nur eine Mitnahme
öffnung 21' aufweisen, bewegt sich der Inhalt des zugehörigen Magazinschachtes 17
um einen Sondendurchmesser nach unten. Durch Rückdrehen der Mitnahmewelle im Gegenuhrzeigersinn
um1500 wird die mitgeführte Sonde in Richtung auf das Transportband 23 abgeworfen;
die Beendigung dieses Rückdrehvorgangs wird wiederum durch den bereits erwähnten
Endschalter des Drehflügelmotors 21"' erfaßt.
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Mit einer einstellbaren Zeitverzögerung nach Beendigung des Rückdrehvorgangs
wird das Transportband 23 in Richtung des Pfeiles 29 in Bewegung gesetzt und die
zwischen
zwei Stollen 23' befindliche Sonde der außerhalb des Bereichs
der Magazinschächte befindlichen Aufrichteinheit 3 zugeführt; das dem Transportband
nachgeschaltete Fuhrungsblech 37 stellt dabei sicher, daß die vereinzelte Sonde
in den winkelförmigen Zentrierabschnitten 33 der Aufrichteinheit zur Anlage kommt.
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Diese durch eine Abtasteinheit 80 überwachte Anlage hat das Stillsetzen
des Transportbandes 23 und das Einschwenken der Klemmzungen 34 im Gegenuhrzeigersinn,
d.h. in Richtung auf die Zentrierabschnitte 33, zur Folge. Sobald die beiden Klemmorgane
33, 34 die.
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(beispielsweise in Fig. 2 e dargestellte) Klemmstellung erreicht haben,
werden die zugehörigen Drehflügelmotore 35 (Fig. 2 d), gesteuert durch die Endschalter
39, stillgesetzt; im Anschluß daran wird der Schwenkarm 31 mit der lediglich in
Längsrichtung verschiebbaren Sonde um 900 geschwenkt, so daß die Sonde die in Fig.
2 a strichpunktiert angedeutete Entnahme-oder Magazinstellung erreicht. Das Erreichen
dieser Stellung wird durch einen am Drehflügelmotor 32 angeordneten Endschalter
überwacht. Unerwünschte Schwankungen des Schwenkarmes 31 im Bereich der Magazinstellung
werden-durch den verstellbaren Stoßdämpfer 42 gedämpft. In der angedeuteten lotrechten
Stellung nimmt die in Frage kommende Sonde, bedingt durch die Anlage an dem Anschlag
31', stets eine bestimmte vorgegebene Lage ein. Durch die eine Längsverschiebung
der Sonde ermöglichende Klemmung können also insbesondere beim Quertransport aufgetretene
Lageungenauigkeiten ausgeglichen werden.
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Nach der Übernahme der Sonde durch den Manipulator 4 bewegt der entsprechend
angesteuerte Drehflügelmotor 32 den Schwenkarm 31 in die waagerechte Ausgangsstellung
zurück,
wobei sich der Schwenkarm auf dem Stoßdämpfer 38 (Fig. 2 a) abstützt.
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Zur Übernahme der vereinzelten, lotrecht stehenden Sonde 11 wird der
Manipulator 4 durch Inbetriebsetzen des Hydraulikzylinderaggregats 51 in die Magazinstellung
geschwenkt (Fig. 1 b), wobei die Klemmbackenpaare 8 und 10 sowie der Zentriertrichter
6 geöffnet sind und das Trennorgan 9 die in Fig. 3 d angedeutete rückgeschwenkte
Ruhestellung einnimmt. Der Hubwagen 7 nimmt die untere Ausgangsstellung ein, in
der er sich auf dem zugehörigen Puffer 62 abstützt (Fig. 3 a).
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Nach Erreichen der Magazinstellung schaltet der Endschalter 53 (vgl.
Fig. S.b) über ein Pneumatikventil den Drehflügelmotor 67, wodurch die Haltearme
63Mauf einander zubewe p und die Sonde festgeklemmt wird. In entsprechender Weise
wird der Zentriertrichter 6 durch Ansteuern des Drehflügelmotors 56 geschlossen
und erfaßt mit seinem nach unten gerichteten Endabschnitt den oberen Teil der Sonde.
Durch den Zentriertrichter 6 ist sichergestellt, daß die Sonde zu einem späteren
Zeitpunkt über den Anschlußabschnitt 12" der Sondenlanze geschoben und an diese
angekuppelt wird.
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Sobald die Beendigung des Schließvorgangs des Zentriertrichters 6
und des Sondenklemmbackenpaares 8 durch an den Drehflügelmotoren 56 bzw. 67 angeordnete
Endschalter festgestellt worden ist, werden die Klemmzungen 34 des Schwenkarms 31
geöffnet und dieseiwdie bereits erwähnte waagerechte Ausgangsstellung zurückgeschwenkt.
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Im Anschluß-daran bewegt sich der Manipulator 4 durch Schwenken im
Uhrzeigersinn in die Meßstellung M (Fig.1 b), in welcher die festgeklemmte Sonde
gleichachsig mit * sich
der Sondenlanze 12 (Fig. 3 a) unter dieser
liegt.
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Das Erreichen der Meßstellung, welches durch den Endschalter 52 überwacht
wird, hat das Absenken der Sondenlanze 12 und des Anschlußabschnitts 12" in die
Sonde hinein zur Folge. Sobald der Anschlußabschnitt 12" eine vorgegebene, einstellbare
Höhe erreicht hat, wird der Zentriertrichter 6 durch Auseinanderschwenken der Trichterhälften
6' geöffnet; die nach dem Öffnen mit Druckluft beaufschlagten Pneumatikzylinder
60 verschieben den Hubwagen 7 mit der durch das Sondenklemmbackenpaar 8 gehaltenen
Sonde nach oben, bis die Sonde vollständig auf den Anschlußabschnitt 12" aufgeschoben
ist und an dem sich anschließenden Lanzenabsatz -12".' (angedeutet in Fig. 3 a)
anliegt. Nach Beendigung des auf diese Weise ausgeführten Kupplungsvorgangs werden
das Sondenklemmbackenpaar 8 durch Ansteuern des Drehflügelmotors 67 geöffnet, der
Hubwagen 7 in die untere Ausgangsstellung abgesenkt und der Manipulator 4 in die
(in Fig. 1 b dargestellte) Magazinstellung zurückbewegt.
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Der weitere Aufgabenteil des Manipulators 4 beginnt, sobald die Sonde
die beabsichtigte Messung (insbesondere Temperaturmessung oder Badstandsmessung)
oder die Probeentnahme abgeschlossen hat. Im Anschluß daran wird die Sondenlanze
mit der angekuppelten, verbrauchten Sonde aus dem Gefäß 14 heraus in eine bestimmte
Höhenstellung hochgefahren; nunmehr bewegt sich der Manipulator 4 wiederum in die
vom Endschalter 52 überwachte Endstellung, wodurch die Drehflügelmotore 67 und 78
angesteuert und sowohl das Sondenklemmbackenpaar 8 als auch das Probenklemmbackenpaar
10 geschlossen wirie.Ausgelöst durch die von den Motoren 67 und 78 kommenden
Schließsignale
fährt die Sondenlanze nach oben, während die verbrauchte Sonde zunächst festgehalten
wird.
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Nach Beendigung des Abkupplungsvorgangs werden die Klemmbackenpaare
8 und 10 geöffnet; die (im Falle der Temperaturmessung oder der Badstandsmessung)
nicht weiter verwendbare verbrauchte Meßsonde fällt durch die Meßöffnung 15 in das
Gefäß 14, beispielsweise einen Konverter.
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Falls mit der angekuppelten Sonde eine Probe genommen wurde, wird
vor dem Abwerfen des nicht verwendbaren Sondenabschnitts in das Gefäß 14 der zu
untersuchende Probenahmekopf mittels des Trennorgans 9 (Fig. 3 d) abgetrennt. Zu
diesem Zweck wird der Druckluftmotor 17 und damit die Trennscheibe 69 in Drehung
versetzt, bevor der die Bestandteile 69 und 70 enthaltende Schwenkarm 68 mittels
des Drehflügelmotors 72 im Gegenuhrzeigersinn in die in Fig. 3 d dargestellte Schnittstellung
geschwenkt wird. Diese Schwenkbewegung hat das Unterteilen der Probenahmesonde 11
in einen oberhalb der Trennscheibe 69 liegenden Sondenabschnitt und in einen unterhalb
der Trennscheibe befindlichen Probenahmekopf zur Folge. Die beiden voneinander getrennten
Bes-tandteile der Probenahmesonde - der Sondenabschnitt und der Probekopf mit Probenahmekokille
und Probe -werden weiterhin vom Sondenklemmbackenpaar 8 bzw. vom Probenklemmbackenpaar
10 festgehalten.
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Nach dem Rückschwenken der Trennscheibe 69 im Uhrzeigersinn in die
Ruhestellung und dem Abschalten des Druckluftmotors 70 wird der Manipulator 4 aus
der Meßstellung in die Magazinstellung E (Fig. 1 b) zurückbewegt. Im Anschluß daran
wird durch Öffnen des
Probenklemmbackenpaars 10 der Probenahmekopf
durch den Ab wurftrichter 41 (vgl. Fig. 2 a, b) einem nicht dargestellten Transportsystem
(Fallrohr, Rohrpostanlage) zugeführt und gelangt schließlich in einen Laborraum.
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Sobald der Probenahmekopf abgeworfen worden ist, bewegt sich der Manipulator
4 erneut in die Meßstellung M (Fig. 1 b), nach deren Erreichen das Sondenkl-emmbackenpaar
8 geöffnet und der nicht weiter verwendbare Sondenabschnitt in das Gefäß 14 abgeworfen
wird.
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Mit dem Rüctschwenken des Manipulators 4 in die in Fig. 1 b dargestellte
Magazinstellung E ist dessen Arbeitszyklus abgeschlossen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sind
die Magazinschächte 17 an ihrer Längsseite (vgl. Fig. 2 d) mit einem Endschalter
81 ausgestattet, der im Gegensatz beispielsweise zu den Endschaltern 79 nicht nach
dem induktiven, sondern nach dem kapazitiven Prinzip arbeitet. Jeder Endschalter
81 ist also so ausgebildet, daß Sonden auch dann ertastet werden können, wenn sie
eine nichtmetallische Schutzkappe oder ähnliche Bestandteile aufweisen.
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Bei der in Fig. 2 d dargestellten Ausführungsform des Magazins ist
lediglich der linke Magazinschacht 17 mit einem Endschalter 81 ausgestattet; erforderlichenfalls
können jedoch auch weitere Magazinschächte bzw.
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alle Magazinschächte mit kapazitiven Endschaltern ausgerüstet sein.
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