DE1954016C3 - Schutzwanddurchführung für eine Master-Slave Manipulatoranordnung - Google Patents

Description

bar sind. Dabei kommunizieren vorzugsweise sowohl die den einzelnen Betätigungsclcmenten zugeordneten ersten Räume als auch die zweiten Räume miteinander.

Eine konstruktiv besonders einfache Lösung ergibt sich, wenn die dritten Räume der Betätigungselemente einen gemeinsamen dritten Raum bilden. Bevorzugt ist weiterhin eine Ausbildung der Schutzwanddurchführung, bei der ein erstes drehbares Betätigungselement rohrförmig ausgebildet ist und wettere drehbare Betätigungsclemente im Inneren des ersten drehbaren Bctätigungselements angeordnet sind, wobei die dritten Räume oder der gemeinsame dritte Raum über eine öffnung in dem ersten drehbaren Betätigungselement mit Druck beaufschlagbar ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Beaufschlagung der verschiedenen Räume mit Druck sieht vor, daß sich durch die Trennwand ein Druckausgleichskanal erstreckt, der die Zellenseite mit der Bedienungsseite verbindet und über den die Räume mit Druck beaufschlagbar sind. Vorzugsweise ist dabei der Druckausgleichskanal an einen zweiten Behälter für eine Dichtungsflüssigkeit für den zweiten Raum, an eine öffnung in dem ersten drehbaren Betätigungselement und über ein absperrbares Ventil an einen ersten Behälter für Dichtungsflüssigkeit für den ersten Raum angeschlossen.

Als besonders einfach wird eine konstruktive Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt, bei der das erste Betätigungselement mit Endplattcn versehen ist, in denen die weiteren Betätigungselemente gelagert sind, und die die Ringdichtungen der weiteren Betätigungselemente tragen.

Die bei der erfindungsgemäßen Schutzwanddurchführung verwendeten Ringdichtungen weisen vorteilhafterweise einen U-förmigcn, nachgiebigen Körper aus elastischem Werkstoff, eine vorspringende Abdichtungslippe, die sich von einem Schenkel des Körpers in der Nähe des die Vorderseite bildenden offenen Endes nach außen erstreckt, und eine nachgiebige Feder innerhalb des Körpers, die die Schenkel des Körpers auseinanderdrückt, auf. Dabei sind die Ringdichtungen der ersten Dichtung(en) Rückseite an Rückseite angeordnet, und die Ringdichtungen der zweiten Dichtung(en) Vorderseite an Rückseite angeordnet, wobei die Schenkel zur Bedienungsseite gerichtet sind.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Darstellungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer abgedichteten, horizontalen Schutzwanddurchführung für eine Master-Slave-Manipulatoranordnung zur Fernsteuerung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1 in Richtung der Pfeile gesehen,

Fig. 3 einen Längsschnitt in etwas vergrößertem Maßstab durch die horizontale, in eine Schutzwand eingebaute Schutzwanddurchführung,

Fig. 4 einen teüweisen Längsschnitt durch das Slave-Zellenende der Schutzwanddurchführung in etwas stärker vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt durch einen nachgiebigen Dichtungsring mit Einzelheiten seines Aufbaus,

Fig. 6 eine schematische Ansicht einer in eine Schutzwand eingebauten, durchgehenden Schutzwanddurchführung mit einer Einrichtung zur Steuerung des Drucks in den einzelnen Räumen.

Die insgesamt mit 10 bezeichnete horizontale Schutzwanddurchführung bzw. ein rohrförmigcs durchgehendes Teil umfaßt ein zusammengesetztes rohrförmiges, ortsfestes Außenteil 11 bis 12 sowie eir inneres, drehbares erstes Betätigungselement 13 ir Form eines Rohres, das innerhalb des AuBcnteils angeordnet ist und sich über die Enden desselben hinauf

»ο erstreckt. Die Schutzwanddurchführung 10 ist in eine kreisförmige öffnung 14 in einer die Slave-Zelle vom Bereich der Bedienungsperson trennenden Schutzwand 15 eingebaut. Die Enden des äußeren Außenteilsegmentes 11 sind in zwei Stützringen 16 abge-

'5 stützt, deren Außenflächen als Schultern für Druckringe 17 aus Gummi dienen. Um den Einsatz der Schutzwanddurchführung in die öffnung 14 in der Schutzwand 15 zu erleichtern, sind vorzugsweise mehrere Rollen 18 im Außenteil angeordnet, die sich

»o durch öffnungen im äußeren Außcnteilsegment 11 erstrecken.

Die Enden des inneren Außenteilsegments 12 sind mit Außengewinde versehen und tragen am Master-Armende zwei mit Gewinde versehene Ringe 19 und

»5 20sowie einen entsprechenden mit Gewinde versehenen Ring 21 am Slave-Armendc. Am Master-Armende ist tin Abstandsring 22 zwischen dem mit Gewinde versehenen Ring 19 und dem Druckring 17 angeordne . Jer mit Gewinde versehene Ring 21

dient als Vei ar.kerung bzw. Anschlag für auf die Druckringe 17 aufgebrachte Kräfte. Die Druckringe 17 werden in Längsrichtung zusammengepreßt und dehnen sich radial in Berührung mit dem Umriß der öffnung 14 in der Schutzwand aus, um auf diese Weise nicht nur den Raum zwischen dem Öffnungsrand und der Schutzwanddurchführung abzudichten, sondern auch die Schutzwanddurchführung fest in der Schutzwand zu halten. Der mit Gewinde versehene Ring 19 ist so fest angezogen, daß er gegen den Abstandsring

22 drückt, weicher am Druckring 17 am Master-Ende anliegt, der seinerseits am äußeren Außenteilsegment 11 und den Stützringen 16 anliegt, um den Druckring 17 am Slave-Ende gegen den mit Gewinde versehenen Ring 21 zu drücken. Mit Hilfe mehrerer, um den Umfang des Ringes im Abstand voneinander angeordneter Stellschrauben 23 ist der mit Gewinde versehene Ring 19 in seiner Lage festgelegt.

Das erste Betätigungselement in Form des Innenrohres 13 ist in Kugellagern 24 drehbar gelagert, .vel-

so ehe in ringförmige Ausnehmungen an einander gegenüberliegenden Enden der Innenfläche des inneren Außenteilsegments 12 und der Außenfläche des Innenrohres 13 eingesetzt sind. Die Lager sind durch Sprengringe 25 gehalten, welche unter Schnappwir-

kung in Ringnuten in der Außenseite des Innenrohrs 13 sitzen und durch Halteringe 26 in ihrer Lage gehalten sind, welche ihrerseits durch im Abstand voneinander um den Umfang der Ringe herum vorgesehene Stellschrauben 27 befestigt sind. Ein Dichtungsstützring 28 ist am mit Gewinde versehenen Ring 20 am Master-Armende des rohrförmigen Teils 10 mit Hilfe mehrerer Schrauben 29 befestigt. Ein O-Ring 30 bildet eine Dichtung zwischen diesem Stützring 28 und dem Ende des inneren Außenteilsegments 12. Ein ähnlicher Dichtungsstützring 31 ist am mit Gewinde versehenen Ring 21 mittels Schrauben 32 am Slave-Armende des rohrförmigen Teils 10 befestigt, und ein O-Ring 33 bildet eine Dichtung zwischen diesem Ring

? 2

31 und dem Slave-Armende des inneren AuBcnteilsegments 12 des ortsfesten Aulkntcils.

In den Außenflächen jedes Endes des drehbaren Innenrohrs 13 ist eine Ringnut ausgebildet, in der mil Schnappsitz ein Sprengring 34 sitzt. Die Lippe eines mit Flansch versehenen Befestigungsringes 35 liegt am Sprengring an, der vom Innenumfang des Bcfcstigun£*;inges in seiner Lage gehalten ist. An diesen fk·- festigungsringen sind Endplatten 36 und 37 am Master- bzw. Slave-Armende des rohrförmigen Teils 10 beispielsweise mittels Schrauben 38 befestigt. Die Innenfläche jeder dieser Endplatten hat eine kreisförmige Ausnehmung mit etwas größerem Durchmesser als dem Durchmesser des dtehbaren Innenrohrs 13. Eine radial geflanschte Inncnplatte 39 ist in die Ausnehmung eingesetzt, wobei die Innenfläche des Flansches am Ende des Innenrohrs 13 anliegt und mittels eines zusammenpreßbaren Dichtrings 40 aus Kunststoff abgedichtet ist, während die gegenüberliegende Fläche des Flansches an einer erhabenen Schulter in dem ausgesparten Bereich der jeweiligen Endplatte anliegt und jeweils durch einen O-Ring 41 abgedichtet ist.

Zwei Ansätze 42 sind /um Stutzen des Master-Arms des Manipulators an der Mastei-Armendplattc 36 befestigt. An der Platte 37 am Slave-Ende ist eine Hilfsendplatte 43 befestigt, die ihrerseits zwei Ansätze 44 zum Stützen des Slave-Arms des Manipulators trägt. Die Hilfsendplatte ist mit dem drehbaren, durchgehenden Innenrohr 13 mittels einer zweiteiligen, mit Gewinde versehenen Zugstange 45 drehfest verbunden. Dabei ist ein Ende der Zugstange beispielsweise mittels eines Zapfens 46 in der Hilfsplatte 43 am Slave-Ende verankert und erstreckt sich durch Buchsen 47 und 48. Das andere Ende 49 der Zugstange 45 erstreckt sich durch Buchsen 50 und 51 in der Endplatte 36 am Master-Ende und ist in das zuerst genannte Ende der Zugstange 45 eingeschraubt Durch Anziehen der beiden Enden der Zugstange 45 wird die Hilfsplatte 43 am Slave-Ende zum Anbringen des Slave-Arms gegen die Platte 37 am Slave-Ende gezogen, um eine feste, drehbare Anordnung zu bilden

Wie am besten aus Fig. 2 zu entnehmen ist und wie es dem Fachmann geläufig ist, erstrecken sich mehrere als Wollen ausgebildete, drehbare Betätigungselemente 52 bis 57 aus dem Bereich der Bedienungsperson am Master-Armende der Schutzwanddurchführung durch die Endplatten 36, 37 und das Innere des Innenrohrs 13 zur Slave-Zelle und dienen zum Übertragen von Z-Bewegung, Azimutbewegung, Zangenbewegung, Anhebe- und Verdrehbewegungen bzw. Y-Bewegung. Die Welle 52 zum Übertragen von Z-Bewegung ist hier als Beispiel im einzelnen gezeigt. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, sind die einander gegenüberliegenden Enden der Welle 52 in Lagern 58 drehbar gelagert, die von den Endplatten 36, 37 an den entgegengesetzten Enden der Schutzwanddurchfiihrung getragen sind. Es ist dem Fachmann auch geläufig, daß an den entgegengesetzten Enden der Wellen entsprechende Kupplungseinrichtungen zum Kuppeln mit dem Master- und Slave-Arm zwecks Übertragung der entsprechenden Bewegung befestigt sind.

Jedes der drehbaren Elemente, d. h. der vom Innenrohr 13 getragene drehbare Teil der Schutzwanddurchführung, die Zungstange 45 und die Bewegung übertragenden Wellen 52 bis 57, ist mit einer mit Fluid gefüllten, nachgiebigen Dichtung gegen den Durchlaß EiftiEer oder anderer gefährlicher Stoffe oder gegen Druck- inler Vakuiimverlust zwischen relativ zueinander drehbaren Oberflächen im Verlauf der Benutzung des Manipulators verschen. Das Innenrohr 13 ist im Verlauf seiner Umdrehung durch zwei doppelte

Sätze nachgiebiger Ringdichtungen abgedichtet, und /war durch die Ringdichtungcn 59 und 60 am Master-Armende und die Ringdichtungen 61 und 62 am Slave-Armende. Die Ringdichtungen sind von den Dichiungsslützringcn 28 bzw. 31 getragen. In ähnli-

eher Weise sind die Zungstange 45 und die drehbaren Wellen 52 bis 57 durch zwei doppelte Sätze von paarweise angeordneten Ringdichtungen abgedichtet, und zwar den von der Endplatte 36 am Master-Arm getragenen Ringdichtungen 63 und 64 und den von der Endplatte 38 am Slavc-Arm getragenen Ringdichtungen 65 und 66.

Wie am besten aus Fig. 5 hervorgeht, haben alle Ringdichtungen den gleichen allgemeinen Aufbau, der aus einem nachgiebigen, U-förmigen, vorzugs-

»o weise aus einem elastischen Nitrilkautschuk hergestellten Körper 67, welcher mit einem geflanschten Ring 68 verklebt ist, besteht. Ein Schenkel des U-förmigcn Kautschukkörpers ist mit einer nach außen vorstehenden Lippe 69 versehen, deren Ende als D»ch-

»5 tungsoberflache dient. Ein U-förmiger Ring 7», cer in der Rinne des U-förmigen Kautschukkörpcrs sitzt, preßt die Enden des Körpers auseinander, wodurch die Abdichtungslippe 69 in engen Eingriff mit der drehbaren Oberfläche gepreßt ist.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, besteht jede Dichtung aus einem Paar im Abstand voneinander vorgesehener Ringdichtungen die gemeinsam einen ringförmigen Raum bilden, welcher mit einem von nachfolgend näher beschriebenen Behältern zuge-

führten Fluid, beispielsweise öl (Vakuumöl, wenn die Slave-Zelle luftleer ist) gefüllt ist. Eine öleinfüllöffnung 71 in der Oberseite des Außenteils steht mit einem zwischen den hauptsächlichen Ringdichtungen 59 und 60 am Mastcr-Armendc der Schutzw,"id-

durchfuhrung gebildeten ringförmigen ersten Raum

72 in Verbindung. Eine von dem ringförmigen ersten Raum 72 durch das Innenrohr 13 führende öffnung

73 steht über eine Leitung 74 und eine öffnung 75 mit einer ölkammer 76 in Verbindung, die zwischen

den einzelnen Teilen der Plattenanordnung am Master-Armende ausgebildet ist. Diese ölkammer 76 steht direkt mit verschiedenen ringförmigen ersten Räumen zwischen den Ringdichtungen 63 und 64 in Verbindung, die die sich durch die Master-Armend-

platte 36 erstreckenden Wellen 52 bis 57 abdichten Eine weitere öffnung 77, die durch einen Stopfen mit Gewinde verschließbar ist, ist zum Entlüften der Anlage beim Einfüllen des Öls vorgesehen.

Eine öffnung 78 in der Oberseite der Endplatte

36 am Master-Arm ende steht mit einem sich durch die Plattenteile 36 und 39 erstreckenden Kanal 79 in Verbindung. Dieser Kanal 79 ist gegenüber der ölkammer 76 abgedichtet und steht über eine Leitung 80 mit einem Verteilerrohr 81 in Verbindung, welches

seinerseits durch eine sich durch das Innenrohr 13 erstreckende öffnung 82 mit einem ringförmigen zweiten Raum 83 zwischen den hauptsächlichen Ringdichtungen 61 und 62 am Slave-Ende verbunden ist. Das Verteilerrohr 81 ist auch an eine öffnung 84 ange-

schlossen, die mit einer weiteren ölkammer 85 in Verbindung steht, welche zwischen den einzelnen Teilen der Plattenanordnung am Slave-Arm gebildet ist und mit ringförmigen zweiten Räumen zwischen

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den Dichtungsringen 65 und 6fr verbunden ist, die die sich durch die Slave-Endplatte 38 erstreckenden Wellen 52 bis 57 abdichten. Eine durch einen mit Schraubgewinde versehenen Stopfen geschlossene öffnung 86 ist zum Entlüften der Abdichtungsanordnung am Slave-Ende beim Einfüllen von ül in diese Anordnung vorgesehen. Am Master-Ende ist eine öffnung 87 vorgesehen, die sich durch die Wand des Innenrohrs 13 erstreckt, damit der Innenraum unter Diuck gesetzt werden kann, und um zum Druckausgleich an einander gegenüberliegenden Seiten einiger der verschiedenen Ringdichtungen beizutragen. Eine öffnung 88 ist vorgesehen, um den Druck in den Raum zwischen dem fnncnrohr 13 und dem inneren Außenteilsegmcnt limit dem Inneren des Innenrohres 13 auszugleichen.

Fig. 6 zeigt schemalisch den Einbau der Schutzwanddurchführung gemäß der Erfindung in eine Schutzwand 15, die den Bereich der Bedienungsperson an der linken Seite der Schutzwand vom Bereich der Slave-Zelle an der rechten Seite trennt. Der hier gezeigte Einbau ist besonders geeignet für Verhältnisse, bei denen die Slave-Zelle unter Vakuum gehalten oder von Luft und Feuchtigkeit durch abwechselndes Evakuieren der Zelle und Füllen mit einem Schutzgas bekannter Zusammensetzung, erneutes Evakuieren usw. gereinigt wird, bis die gewünschten Umgebungsbedingungen der Slave-Zelle erreicht sind. Um die verschiedenen mit Fluid gefüllten Dichtungen der Schutzwanddurchführung auf dem gleichen Druck (positiv oder negativ) wie die Slave-Zelle halten zu können, erstreckt sich ein Druckaus-Gleichskanal 89 durch die Schutzwand. Filter 90 und 91 sind vorgesehen, um jeden giftigen Stoff zu entfernen, der möglicherweise in der Slave-Zelle vorhanden ist. An die Oleinfüllöffnungen 71 und 78 für die Dichtungen am Master-Ende bzw. am Slave-Ende sind Behälter 92 und 93 angeschlossen. Jeder Behälter ist mit einem Schauglas 94 versehen, so daß der ölstand festgestellt werden kann, um zu gewährleisten, daß eine entsprechende ölmenge vorhanden ist. Der die Dichtungen am Slave-Armendt, des durchgehenden Rohrs mit öl versorgende zweite Behälter 93 ist über eine Leitung 95 an den Druckausgleichskanal 89 angeschlossen, damit er unter dem gleichen Druck steht wie die Slave-Zelle. Die öffnung 87 in den Raum im Innenrohr 13 ist gleichfalls an den Druckausgleichskanal 89 über eine Leitung 96 angeschlossen. Der öl für die Dichtungen am Master-Armen·'ε der Schutzwanddurchführung enthaltende erste Behälter 92 ist in ähnlicher Weise über eint: Leitung 97 angeschlossen. Um den ersten Behälter 92 an den Umgebungsdruck an der Slave-Zelle oder am Master-Arm anzuschließen, ist ein Dreiwegehahn 98 vorgesehen, so daß der auf die Dichtungen am Master-Ende ausgeübte Druck vom Slave-Ende unabhängig sein kann.

Um die Umgebung der Slave-Zelle und die Dichtungen intaktzuhalten, darf kein öl aus den die Dichtungen versorgenden ölkammern in die Umgebung fließen, besonders nicht in die Slave-Zelle. Der durch die erfindungsgemäUe Anordnung ermöglichte Druckausgleich schaltet die Möglichkeit eines solchen Lecks praktisch aus. Wenn z. B. die Slave-Zelle luftleer sein soll, so sind die unabhängigen Dichtungsanordnungen für das Master-Arm- und Slave-Ariaende der Schutzwanddurchffihrung und ein dritter Raum zwischen den doppelten Sätzen der Hauptdichtungen 59 60 und 61,61, die den drehbaren Teil der Schutzwanddurc'hf'ibrung abdichten, alle üb«:r den Druck ausglcichskanal 89 so angeschlossen, daß sie untei dem gleichen Druck stehen wie die Slave-Zelle. Das bedeutet, daß der Druck zu beiden Seilten jeder dei wichtigsten Slave-Ringdichtungen 61 und 62 gleich ist und daß in ühnlicher Weise der Druck zu beiden Seiten jeder der Slavc-Wellenringdichtungen 65 end 66 ebenfalls gleich ist. Der Druck zu beiden Seiten der wichtigsten Master-Ringdichtung 4iO ist gleich.

Der an der Seite der Bedienungsperson der Master-Ringdichtung 59 herrschende Druck ist höher als der au der anderen Fluidseite, jedoch ist wegen der Anordnung der Ringdichtung 59 dieser höhere Druck bestrebt, die Dichtungslippe der Ringdichtung 59 in

>s engen Eingriff mit dem Innenrohr 13 zu pressen, um die Abdichtung intaktzuhalten. In ähnlicher Weise ist der Druck an den einander gegenüberliegenden Seiten der Master-Wellenringdichtungen 64 gleich. Der an der Seite der Bedienungsperson der Master-Wellenringdichtungen 63 herrschende Druck ist höher als der Druck an der gegenüberliegenden Seite, so daß die Dichtungslippen der Ringdichtungen 63 in engem, abdichtendem Eingriff mit den Wellen 52 bis 57 gehalten sind.

»5 Wenn die Slave-Zelle unter Vakuum gehalten wird, bleibt die Anordnung so aufrechterhalten, wie oben beschrieben. Wenn aber die Slave-Zelle nach dem Spülen mit einem Schutzgas oder einem anderen gewünschten Gas unter einem höheren, nahezu der Umgebung entsprechenden Druck gehalten wird, dann wird nach beendetem Evakuieren und Füllen der Slave-Zelle mit Hilfe des Ventils 98 der Druck auf die Dichtungsanordnung am Master-Arm wieder auf den im Bereich der Bedienungsperson herrschenden

Umgebungsdruck gebracht, während der Raum zwischen den doppelten Sätzen der Hauptdichttingen und die Slave-Armdichtungsanordnung unter gleichem Druck gehalten werden wie die Slave-Zelie. Falls es zu einem plötzlichen Druckaufbau in der Slave-Zelle kommen sollte, was beispielsweise durch eine Explosion geschehen könnte, so würde dieser Druckautbau durch den Druckausgleichskanal 89 auf die Dichtungsanordnung am Slave-Ende und den Raum zwischen den doppelten Sätzen der Hauptdichtungen

übertragen. Der Druck wäre also immer noch an beiden Seiten jeder der hauptsächlichen Ringdichtungen 61 und 62 am Slave-Ende und jeder der Slave-Welfenringdichtungen 65 und 66 ausgeglichen. Der Druck wäre auch an den einander gegenüberliegenden Seiten

5» der hauptsächlichen Ringdichtung 59 am Master-Ende und der Master-Wellenringdichtungen 63 ausgeglichen, und zwar handelt es sich dabei um den Umgebungsdruck. Der an der der Bedienungsperson zugewandten Seite der hauptsächlichen Ringdichtung 60 am Masterende und der Master-Wellenringdichtungen 64 herrschende Umgebungsdruck wäre niedriger als der Explosionsdruck an der gegenüberliegenden Seite dieser Dichtungen. Wegen der Ausrichtung der Ringdichtungen 60 und 64 wäre jedoch wiederum

der höhere Druck bestrebt, die Abdichtungslippen der Dichtungen in engen Eingriff mit den an ihnen anliegenden, drehbaren Oberflächen zu pressen, um die Dichtungen intaktzuhalten und der Bedienungsperson Schutz zu gewähren. Es zeigt sich also, daß die Dichtungsanordnung gemäß der Erfindung immer wirksam ist, gleichgültig, ob die Slave-Zelle unter höherem oder niedrigerem Druck steht als der Bereich der Bedienungsperson.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Schutewanddurchführung zwischen der Bedienungsseite und der Zellenseite einer Master- Slave-Manipulatoranordnung, mit einem dicht in der Schutzwand angeordneten Außenteil, das einen rohrförmigen Durchlaß begrenzt, durch den sich ein drehbares Betätigungselement erstreckt, das gegenüber dem Durchlaß durch eine bedie- « nungsseitige, erste Dichtung abgedichtet ist, die von einem Paar Ringdichtungen gebildet wird, zwischen denen ein mit einer Dichtungsflüssigkeit gefüllter erster Raum gebildet ist, der einen vorbestimmten Druck aufweist, dadurchgekenn- ¹S zeichnet, daß das Betätigungselement (13; 52 bis 57) zusätzlich durch eine zellenseitige, zweite Dichtungaus einem Paar Ringdichtungen (61, 62; 65, 66) abgedichtet ist, zwischen denen ein mit einer Dichtungsflüssigkeit gefüllter, mit Druck ^ao beaufschlagbarer zweiter Raum (83; 85) gebildet ist, daß zwischen den innenliegenden Ringdichtungen (60,61; 64; 66) beider Dichtungen ein mit Druck beaufschlagbarer dritter Raum gebildet ist und daß der erste Raum (72; 76) unabhängig von »5 dem zweiten und dritten Rauru in seinem Druck regulierbar ist.

2. Schutzwanddurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der zweite (83; 85) als a "h der dritte Raum vom Druck der 3< > Zelle beaufschlagbar ist.

3. Schutzwanddurchführun^ nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekeniue'chr ;t, daß der erste Raum (72; 76) absperrbar vom Druck der Zelle beaufschlagbar ist.

4. Schutzwanddurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der in dem Durchlaß mehrere drehbare Betätigungselemente angeordnet und jeweils durch eine erste Dichtung abgedichtet sind, die von einem Paar Ringdichtungen gebildet wird, zwischen denen ein mit einer Dichtungsflüssigkeit gefüllter erster Raum gebildet ist, dereinen vorbestimmten Druck aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß alle drehbaren Betätigungselemente

(13,52 bis 57) zusätzlich jeweils durch eine zellenteitige, zweite Dichtung aus einem Paar Ringdichtungen (61,62; 65,66) abgedichtet sind, zwischen denen ein mit einer Dichtungsflüssigkeit gefüllter, mit Druck beaufschlagbarer zweiter Raum (83, 85) gebildet ist, daß zwischen den innenliegenden Ringdichtungen (60. 61. 64, 66) beider Dichtungen jeweils ein mit Druck beaufschlagbarer dritter Raum gebildet ist und daß die ersten Räume (72, 76) unabhängig von den zweiten und den dritten Räumen in ihrem Druck regulierbar sind.

5. Schutzwanddurchführung nach Anspruch 4, bei der die den einzelnen Betätigungselementen tugeordneten ersten Räume miteinander kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Zweiten Räume (83; 85) miteinander kommunizieren.

6. Schutzwanddurchführung nach Anspruch 4 oder S₁ dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Räume der Betätigungselemente (13; 52 bis 57) einen gemeinsamen dritten Raum (Bohrung 88) bilden.

7. Schutzwanddurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Raum oder die ersten Räume (72; 76) mit einem mit Druck beaufschlagbaren ersten Be hälter (92) für eine Dichtungsflüssigkeit in Verbindungstehen und daß der zweite Raum oder die zweiten Räume (83; 85) mit einem mit Druck beaufschlagbaren zweiten Behälter (93) für eine Dichtungsflüssigkeit in Verbindung stehen.

8. Schutzwanddurchführung nach eiuem der Ansprüche 4 bis 7, bei der ein erstes drehbares Betätigungselement rohrförmig ausgebildet ist und weitere drehbare Betätigungseleraente im Inneren des ersten drehbaren Betätigungselements angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Räume oder der gemeinsame dritte Raum über eine öffnung (87) in dem ersten drehbaren Betätigungselement (|3) mit Druck beaufschlagbar ist.

9. Schutzwanddurchführung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch die Trennwand (15) ein Druckausgleichskanal (89) erstreckt, der die Zellenseite mit der Bedienungsseite verbindet und über den die Räume mit Druck beaufschlagbar sind.

10. Schutzwanddurchführung nach einem der Ansprüche 7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleichskanal (89) an den zweiten Behälter (93), die Öffnung (87) und über ein absperrbares Ventil (98) an den ersten Behälter (92) angeschlossen ist.

11. Schutzwanddurchführung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleichskanal (89) mit Filtern (90; 91) versehen ist, die den Durchlaß giftiger Stoffe von der Slave-Zelle verhindern, während sie einen Druckausgleich ermöglichten.

12. Schutzwanddurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit einem rohrförmig ausgebildeten Außenteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil (12) mit einem Paar in Längsrichtung zusammenpreßbarer und radial dehnbarer Dichtringe (17) in der Nähe seiner Enden versehen ist, mit denen das Außenteil in der Schutzwand (i5) ortsfest gehalten ist.

13. Schutzwanddurchfuhrung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Betätigungselement (13) mit Endplatten (36; 39; 37,39) versehen ist, in denen die weiteren Betätigungselemente (52 bis 57) gelagert sind und die die Ringdichtungen (63,64,65,66) der weiteren Betätigungselemente tragen.

14. Schutzwanddurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Ringdichtungen (59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66) einen U-förmigen, nachgiebigen Körper (67) aus elastischem Werkstoff, eine vorspringende Abdichtungslippe (69), die sich von einem Schenkel des Körpers in der Nähe dessen die Vorderseite bildenden offenen Endes nach außen er streckt, und eine nachgiebige Feder (70) innerhalb des Körpers umfaßt, die die Schenkel das Körpers auseinanderdrückt.

15. Schutzwanddurchführung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtungen (59, 60; 63, 64) der ersten Dichtungen) Rückseite an Rückseite angeordnet sind und daß die Ringdichtungen (61, 62; 65, 66) der zweiten Dichtung(en) Vorderseite an Rückseite

angeordnet bind, wobei die Schenkel zur Bedienungsseite gerichtet sind.

Die Erfindung betrifft eine Schutzwanddurchführung zwischen der Bedienungsseite und der Zellenseite einer Master-Slave-Manipulatoranordnung, mit einem dicht in der Schutzwand angeordneten Außenteil, das einen rohrförmigen Durchlaß begrenzt, durch den sich ein drehbares Betätigungselement erstreckt, das gegenüber dem Durchlaß durch eine bedienungsseitige erste Dichtung abgedichtet ist, die von einem Paar Ringdtchtungen gebildet wird, zwischen denen ein mit einer Dichtungsflüssigkeit gefüllter erster Raum gebildet ist, der einen vorbestimmten Druck aufweist.

Mit Hilfe eines Master-SIave-Manipulators kann eine Bedienungsperson gewisse Handhabungen ferngesteuert in einem von der Bedienungsperson entfernten Bereich, z.B. auf der gegenüberliegenden Seite einer abschirmenden Sperrwr id, ausfuhren. Die Schutzwanddurehführung für einen derartigen Manipulator laßt sich dabei mit einem abgedichteten, durchgehenden Rohr ausbilden.

In vielen Fallen ist es wegen der Art der behandel- ■jn Stoffe und der ausgeführten Arbeit wünschenswert, daß der Bereich, in dem der Slavc-Arrn des Manipulators arbeitet, gegenüber der Umgebung der Bedienungsperson völlig abgedichtet ist. Zum Beispiel erfordert bei Strahlenschutzzellen (Alpha- and/oder Gammastrahlung) mit hoher Aktivität die Sicherheit der Bedienungsperson eine derartige Abdichtung. Andere Zellen erfordern eine umfassende Atmosphärensteuerung, wenn luftentzündliche oder anderweitig gegenüber der Atmosphäre empfindliche Stoffe behandelt werden. In wiederum anderen Zellen werden stark giftige gasförmige Stoffe oder in der Luft schweber ie Teilchen unter Bedingungen behandelt, die die Gefahr einer Verbreitung dieser Stoffe durch eine Explosion oder einen anderen Unfall einschließen. Manche Zellen erfordern eine Vakuumumgebung oder werden durch abwechselndes Evakuieren und Spülen mit einem Schutzgas von Luft und Feuchtigkeit gereinigt.

Da bei einer bekannten Schutzwanddurchführung der eingangs genannten Art (USA.-Patentschrift 3 295 389) die Abdichtung zwischen der Bedienungsseite und der Zeüenseite nur durch ein Paar Ringdich-(ungen gebildet wird, ist beim Leckwerden einer oder gar beider Ringdichtungen eine sichere Abdichtung nicht mehr gewährleistet. Darüber hinaus steht bei Druckunterschieden zwischen der Bedienungsseite und der Zellenseite der Schutzwanddurchführung stets eine der beiden Ringdichtungen unter einer u. U. recht hohen Druckdifferenz und muß daher ihre Funktion unter wesentlich erschwerten Betriebsbedingungen erfüllen; bei einem Versagen dieser hochbelasteten Ringdichtung steht dann nur noch eine weitere Ringdichtung als Reserve zur Verfügung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzwanddurchführung der eingangs genannten Art mit unter allen auftretenden Betriebsumständen besonders wirKsamer Abdichtung des drehbaren Betätigungselement» zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer gattungsgernäßen Schutzwanddurchführung vorgesehen, daß das Betätigungselement zusätzlich durch eine zellenseitige zweite Dichtung aus einem fear Ringdichtun gen abgedichtet ist, zwischen denen ein mit eine Dichtungsflüssigkeit gefüllter, mit Druck besuf schlagbarer zweiter Raum gebildet ist, daß zwischei

den innenliegenden Ringdichtungen beider Dichtun gen ein mit Druck beaufschlagbarer dritter Raum ge bildet ist und daß der erste Raum unabhängig ναι dem zweiten und dem dritten Raum in seinem Drucl regulierbar ist.

w Durch die Verdoppelung der Zahl der Ringdich tungen von 2 auf 4 wird bereits eine sicherere Abdich tung erreicht. Ein weiterer technischer Fortschritt lieg darin, daß der erste, der zweite und der dritte Raun mit Druck beaufschlagbar sind, wobei der erste Raun

unabhängig von dem zweiten und dem dritten Raun sogar in seinem Druck regulierbar ist. Durch diest Ausbildung der Durchführung läßt sich sicherstellen daß- bei entsprechender Druckregulierung des erster Raums und entsprechender Druckbeaufschlagung de«

a° zweiten und des dritten ¹TaUmS - stets 3 der 4 Ringdichtungen im wesentlichen frei von einer Druckdifferenz auf ihren beiden axialen Seiten sind. Das gilt so wohl im Fall eines Unterdrucks in Jer Zelle als auch im Fall einer Explosion und eines daraus resultieren-

*S den Überdrucks in der Zelle.

Die erfindungsgemäße Schutzwanddurchfuhruni findet zweckmäßigerweise bei einem Manipulator der Bauart Verwendung, bei der sich die Schutzwanddurchführung horizontal durch die Schutzwand erstreckt, wobei ein Master-Arm an einem Ende der Durchführung im sicheren Bereich auf der Bedienungsseite und ein Slave-Arm am anderen Ende der Durchführung im Arbeitsbereich, also auf der Zellenseite angebracht ist. Durch die Bewegung eines Handgriffs, den die Bedienungsperson am Master-Arm erfaßt, werden Bewegungen über die horizontale Schutzwanddurchführung auf den Slave-Arm übertragen, um in dem von der Bedienungsperson entfernten Bereich an der gegenüberliegenden Seite der Schutzwand eine Arbeit auszuführen.

Bei einem derartigen Manipulator können lineare Bewegungen des Handgriffs am Master-Arm in Drehbewegungen umgewandelt, mit Hilfe eines oder mehrerer drehbarer Betätigungselemente durch die horizontale Schutzwanddurchführung übertragen und dann wieder in lineare Bewegungen zurückverwandelt werden, um eine Zange am Slave-Arm zu betätigen, damit die gewünschte Arbeit ausgeführt werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen

der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei sei besonders eine Schutzwanddurchführung hervorgehoben, bei der in dem Durchlaß mehrere drehbare Betätigungselemente angeordnet und jeweils durch eine erste Dichtung abgedichtet sind, die

von einem Paar Ringdichtungen gebildet wird, zwischen denen ein mit einer Dichtungsflüssigkeit gefüllter erster Raum gebildet ist,der einen vorbestimmten Druck aufweist. Bei dieser Schutzwanddurchführung ist vorgesehen, daß alle drehbaren Betätigungsele-

mente zusätzlich jeweils durch sine zellenseitige zweite Dichtung aus einem Pi»ar Ringdichtungen abgedichtet sind, zwischen denen ein mit einer Dichtungsflüssigkeit gefüllter, mit Druck beaufschlagbarer zweiter Raum gebildet ist, daß zwischen den innenlie-

genden Ringdichtungen beider Dichtungen jeweils ein mit Druck beaufschlagbarer dritter Raum gebildet ist und daß die ersten Räume unabhängig von den zweiten und den dritten Räumen in ihrem Druck regulier-