AT523826A4

AT523826A4 - Device for welding a bulkhead in a section of a horizontal container

Info

Publication number: AT523826A4
Application number: ATA50593/2020A
Authority: AT
Original assignee: Schwarzmueller Wilhelm Gmbh
Priority date: 2020-07-09
Filing date: 2020-07-09
Publication date: 2021-12-15
Also published as: AT523826B1; DE102021204576A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Schweißen einer Trennwand (5) in einem Abschnitt (1) eines liegenden Behälters eines Tankfahrzeugs mit einer fernsteuerbaren Schweißeinrichtung (7) beschrieben. Um eine weitgehend selbständige Führung der Schweißeinrichtung (7) zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass ein an der Trennwand (5) lösbar befestigbares Gestell (8) mit einer Führungsachse (10) für einen auf Laufrollen (12) entlang des Umfangs der Trennwand (5) verfahrbaren, die Schweißeinrichtung (7) aufnehmenden Wagen (11) vorgesehen ist, der durch einen in seiner Länge frei verschiebbaren Teleskoparm (15) frei drehbar um die Führungsachse (10) gelagert ist.A device for welding a partition wall (5) in a section (1) of a horizontal container of a tanker with a remote-controllable welding device (7) is described. In order to enable largely independent guidance of the welding device (7), it is proposed that a frame (8) that can be detachably fastened to the partition (5) and has a guide axis (10) for a roller (12) running along the circumference of the partition (5 ) movable, the welding device (7) receiving carriage (11) is provided, which is freely rotatable about the guide axis (10) by a telescopic arm (15) that can be freely displaced in its length.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schweißen einer Trennwand in einem Abschnitt eines liegenden Behälters mit einer fernsteuerbaren Schweißeinrichtung. The invention relates to a device for welding a partition wall in a section of a lying container with a remotely controllable welding device.

Das Schweißen von Trennwänden in einem liegenden Behälter bedingt eine entsprechende Führung der Schweißeinrichtung entlang des Umfangs der Trennwände, was insbesondere dann Schwierigkeiten macht, wenn sich der Durchmesser des Behälters entlang seiner Achse ändert oder der Behälterquerschnitt von einer Kreisform abweicht. Bei Behältern, die aus zwei konischen Abschnitten so zusammengesetzt werden, dass sich ein durchgehend gerader Scheitel, aber eine Behältersohle ergeben, die von beiden Stirnseiten des Behälters gegen die Behältermitte hin abfällt, wie dies beispielsweise bei Behältern für Tankfahrzeuge der Fall sein kann, weisen die über die Länge des Behälters verteilten Trennwände aufgrund der Konizität der Behälterabschnitte unterschiedliche Durchmesser auf, was bei der Führung der Schweißeinrichtung entsprechend berücksichtigt werden muss, selbst wenn mit kreisförmigen Trennwänden gerechnet werden kann. Da hierfür geeignete, aufwendige Schweißroboter selten verfügbar sind, werden die für den Einbau der Trennwände in solche Behälter erforderlichen Schweißarbeiten häufig von Hand aus vorgenommen. Um diese Schweißarbeiten zu erleichtern, werden die Behälterabschnitte während des Schweißens um die Behälterlängsachse gedreht, sodass bei einer Anpassung der Umlaufgeschwindigkeit des Mantels Behälterabschnitts an die Schweißgeschwindigkeit die Schweißeinrichtung in einer weitgehend gleichbleibenden räumlichen Lage geführt werden kann. Abgesehen The welding of partition walls in a horizontal container requires a corresponding guidance of the welding device along the circumference of the partition walls, which causes difficulties in particular when the diameter of the container changes along its axis or the container cross-section deviates from a circular shape. In the case of containers that are composed of two conical sections in such a way that there is a continuously straight apex, but a container base that falls from both end faces of the container towards the middle of the container, as can be the case, for example, with containers for tank vehicles, the Partition walls distributed over the length of the container have different diameters due to the conicity of the container sections, which must be taken into account when guiding the welding device, even if circular partition walls can be expected. Since suitable, complex welding robots are rarely available for this purpose, the welding work required for installing the partition walls in such containers is often carried out by hand. In order to facilitate this welding work, the container sections are rotated about the longitudinal axis of the container during welding, so that the welding device can be guided in a largely constant spatial position when the peripheral speed of the jacket of the container section is adapted to the welding speed. Apart from that

davon, dass der im Innenraum des stirnseitig offenen Behälterabschnitts kauernd from the fact that the crouching in the interior of the open-ended container section

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine fernsteuerbare Schweißvorrichtung vorzusehen, die mit vergleichsweise einfachen konstruktiven Mitteln eine Schweißung einer Trennwand in einem Abschnitt eines liegenden Behälters erlaubt, ohne einen Schweißer innerhalb des Behälterabschnitts The invention is therefore based on the object of providing a remote-controllable welding device that allows a partition wall to be welded in a section of a horizontal container with comparatively simple structural means, without a welder inside the container section

einsetzen zu müssen. to have to use.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass ein an der Trennwand lösbar befestigbares Gestell mit einer Führungsachse für einen auf Laufrollen entlang des Umfangs der Trennwand verfahrbaren, die Schweißeinrichtung aufnehmenden Wagen vorgesehen ist, der durch einen in seiner Länge frei verschiebbaren Teleskoparm frei drehbar um die Führungsachse gelagert ist. Based on a device of the type described above, the invention solves the problem in that a frame that can be detachably fastened to the partition wall is provided with a guide axis for a carriage that can be moved on rollers along the circumference of the partition wall and accommodates the welding device Length freely movable telescopic arm is freely rotatable about the guide axis.

Da zufolge dieser Maßnahmen der Wagen mit der Schweißeinrichtung frei drehbar um die Führungsachse gelagert ist und mithilfe des in seiner Länge nicht festgelegten Teleskoparms gegenüber der Führungsachse radial frei verlagerbar ist, ergibt sich gewichtsbedingt eine selbständige Führung des Wagens entlang des Umfangs der Trennwand, wenn der Behälterabschnitt in herkömmlicher Weise um seine Längsachse gedreht wird. Der über seine Laufrollen gewichtsbedingt am Mantel des Behälterabschnitts oder eines umlaufenden Kragens der Trennwand abgestützte, über den Teleskoparm geführte Wagen rollt ja bei einer Drehung des Behälterabschnitts auf dem Mantel bzw. auf dem Kragen ab und folgt sich ändernden Radialabständen des Mantels bzw. des Kragens von der Führungsachse aufgrund der freien Längenänderungsmöglichkeit des Teleskoparms. Es kommt daher auch nicht auf eine genaue Ausrichtung der Führungsachse gegenüber der Mitte der Trennwand an, was die Handhabung insbesondere hinsichtlich der Since, as a result of these measures, the carriage with the welding device is mounted so that it can rotate freely about the guide axis and can be freely displaced radially relative to the guide axis with the help of the telescopic arm, which is not fixed in length, the carriage is independently guided along the circumference of the partition wall due to the weight when the container section rotated about its longitudinal axis in a conventional manner. The carriage, which is guided by the telescopic arm and is supported by its rollers on the casing of the container section or a peripheral collar of the partition wall due to its weight, rolls off on the casing or on the collar when the container section rotates and follows changing radial distances of the casing or collar from of the guide axis due to the free length change option of the telescopic arm. It is therefore not a question of precise alignment of the guide axis with respect to the center of the partition wall, which is particularly important with regard to handling

Ausrichtung des Gestells gegenüber der Trennwand erheblich erleichtert. Alignment of the frame relative to the partition is made much easier.

Behälterabschnitt gedreht wird. Container section is rotated.

Besonders gute Führungsbedingungen ergeben sich, wenn die Laufrollen und/oder die Führungsrollen des Wagens im Sinne eines Vorspurwinkels geneigt verlaufen, weil in diesem Fall der Vorspurwinkel eine axial gegen die Trennwand bzw. eine radial nach außen gerichtete Bewegungskomponente des Wagens bedingt, sodass mit diesen Maßnahmen einerseits die federnde Beaufschlagung des Wagens in Richtung der Trennwand und anderseits die Schwerkraft zur radialen Wagenführung Particularly good guiding conditions result when the rollers and/or the guide rollers of the carriage are inclined in the sense of a toe-in angle, because in this case the toe-in angle causes a movement component of the carriage directed axially against the partition wall or a radially outward movement component, so that with these measures on the one hand the resilient loading of the carriage in the direction of the partition wall and on the other hand the force of gravity for the radial carriage guidance

unterstützt werden. get supported.

Obwohl es nicht darauf ankommt, auf welche Art das Gestell zur Führung des Wagens mit der Trennwand verbunden wird, ergeben sich besonders einfache Handhabungsbedingungen, wenn das Gestell ein Dreibein mit angelenkten Saugköpfen zur lösbaren Befestigung an der Trennwand umfasst. Die Saugköpfe machen zusätzliche Befestigungsvorkehrungen an der Trennwand selbst überflüssig, wobei das Dreibein eine konstruktive Voraussetzung für eine einfache, ausreichend genaue Ausrichtung der Führungsachse senkrecht zur Trennwand bietet, insbesondere bei Trennwänden mit einem ebenen zentralen Abschnitt. Fluchtungsfehler spielen in diesem Zusammenhang für die Führungsgenauigkeit des Wagens keine Rolle, wenn der Wagen über Führungsrollen an der Trennwand abgestützt und der Führungsarm beispielsweise mittels eines sphärischen Lagers auf der Führungsachse gelagert ist. Although the manner in which the frame for guiding the carriage is connected to the partition wall is not important, handling conditions are particularly simple if the frame comprises a tripod with articulated suction heads for detachable attachment to the partition wall. The suction heads eliminate the need for additional fastening provisions on the partition itself, with the tripod providing a structural prerequisite for simple, sufficiently precise alignment of the guide axis perpendicular to the partition, particularly in the case of partitions with a flat central section. In this context, misalignments play no role in the guidance accuracy of the carriage if the carriage is supported on the partition wall via guide rollers and the guide arm is mounted on the guide axis by means of a spherical bearing, for example.

zeigen show

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schweißen einer Trennwand in einem Abschnitt eines liegenden Behälters in einem Vertikalschnitt durch den Behälterabschnitt in seiner Gebrauchslage, 1 shows a device according to the invention for welding a partition wall in a section of a lying container in a vertical section through the container section in its position of use,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie Il-Il der Fig. 1, jedoch in einer gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Gebrauchslage gedrehten Schweißstellung und 2 shows a section along the line II-II of FIG. 1, but in a welding position rotated relative to the position of use shown in FIG

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie IN-II der Fig. 2 in einem größeren Maßstab. Figure 3 shows a larger-scale section along the line IN-II of Figure 2.

Der dargestellte Abschnitt 1 eines liegenden Behälters ist konisch ausgebildet, wobei die Achse 2 des schiefen Abschnittskonus in der in Fig. 1 dargestellten, der Gebrauchsstellung des Behälters entsprechenden Drehlage des Abschnitts 1 derart geneigt verläuft, dass die Mantellinie 3 des Scheitels horizontal ausgerichtet ist. Die Mantellinie 4 der Sohle des Abschnitts 1 fällt somit zur Grundfläche des Abschnittskonus hin ab. Da die einzuschweißende Trennwand 5 senkrecht zur Behälterachse 6 ausgerichtet sein soll, die parallel zur Mantellinie 3 des Scheitels verläuft, ergibt sich für die Trennwand 5 eine Kreisform, wenn die zur Behälterachse senkrechte Grundfläche des schiefen Abschnittskonus eine Kreisfläche bildet. Eine solche Konstruktion schafft zwar für die Fertigung der Trennwände 5 vorteilhafte Voraussetzungen, ist jedoch keineswegs zwingend. The illustrated section 1 of a lying container is conical, with the axis 2 of the oblique section cone running inclined in the rotational position of section 1 shown in FIG. The surface line 4 of the sole of section 1 thus falls towards the base of the section cone. Since the partition wall 5 to be welded in should be aligned perpendicular to the container axis 6, which runs parallel to the surface line 3 of the apex, the partition wall 5 has a circular shape if the base surface of the oblique section cone perpendicular to the container axis forms a circular surface. Although such a construction creates advantageous conditions for the production of the partition walls 5, it is by no means mandatory.

Um für eine Schweißeinrichtung vergleichsweise einfache Führungsbedingungen sicherstellen zu können, wird ein lösbar an der Trennwand 5 befestigbares Gestell 8 vorgesehen, das im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Dreibein 9 umfasst, das eine Führungsachse 10 für einen Wagen 11 trägt. Der Wagen 11, auf dem die Schweißeinrichtung 7 vorgesehen ist, weist Laufrollen 12 auf, die auf einem umlaufenden Kragen 13 der gegenüber dem Abschnitt 1 des Behälters ausgerichteten Trennwand 5 abrollen, wenn der Abschnitt 1 um die Behälterachse 6 gedreht wird. Sind in der Trennwand 5 randseitige Schwallöffnungen 14 vorgesehen, so wird der im Bereich der Schwallöffnungen 14 unterbrochene Kragen 13 durch entsprechende Einsätze überbrückt, um eine durchgehende Rollbahn für den Wagen 11 sicherzustellen, was jedoch aus Übersichtlichkeitsgründen nicht In order to be able to ensure comparatively simple guiding conditions for a welding device, a frame 8 that can be detachably fastened to the partition wall 5 is provided, which in the exemplary embodiment shown comprises a tripod 9 that carries a guiding axis 10 for a carriage 11 . The carriage 11 on which the welding device 7 is provided has rollers 12 which roll on a peripheral collar 13 of the partition wall 5 aligned with the section 1 of the container when the section 1 is rotated about the axis 6 of the container. Are edge surge openings 14 provided in the partition 5, the collar 13 interrupted in the region of the surge openings 14 is bridged by appropriate inserts to ensure a continuous runway for the carriage 11, but this is not the case for reasons of clarity

Zur Führung des Wagens 11 ist ein in seiner Länge frei verschiebbarer Teleskoparm 15 vorgesehen, der auf der Führungsachse 10 frei drehbar gelagert ist. An diesem Teleskoparm 15 ist der Wagen 11 um eine zu den Laufrollenachsen parallele Achse 16 angelenkt. Wird der Abschnitt 1 um die Behälterachse 6 gedreht, so rollt der Wagen 11 gewichtsbedingt entlang des Kragens 13 der Trennwand 5 ab und folgt selbständig Abstandsänderungen zwischen der Führungsachse 10 und dem Kragen 13, die ja durch den in seiner Länge frei verschiebbaren Teleskoparm 15 aufgenommen werden. In der Fig. 2 ist eine Drehstellung des Abschnitts 1 gezeichnet, die dies verdeutlicht. To guide the carriage 11 there is a telescopic arm 15 which is freely displaceable in its length and which is freely rotatably mounted on the guide axle 10 . The carriage 11 is articulated on this telescopic arm 15 about an axis 16 parallel to the roller axes. If the section 1 is rotated about the container axis 6, the weight of the carriage 11 rolls along the collar 13 of the partition wall 5 and automatically follows changes in distance between the guide axis 10 and the collar 13, which are of course absorbed by the telescopic arm 15, which can be freely displaced in its length . 2 shows a rotational position of section 1, which illustrates this.

Fehlt eine für den Schweißvorgang ausreichend genaue Führung der Laufrollen 12 in Behälterlängsrichtung beispielsweise durch den Kragen 13, so kann der Teleskoparm 15 vorzugsweise mithilfe eines sphärischen Lagers 17 in einer durch die Führungsachse 10 und die Teleskoparmachse aufgespannten Ebene auf der Führungsachse verschwenkbar gelagert werden, sodass der mit Führungsrollen 18 an der Trennwand 5 abgestützte Wagen 11 durch die Trennwand 5 selbst entlang des Trennwandumfangs geführt wird, wenn der Teleskoparm 15 mit einer federnden Vorspannung im Sinne eines Andrückens der Führungsrollen 18 an die Trennwand 5 beaufschlagt wird. Zu diesem Zweck kann das Gestell 8 einen um die Führungsachse 10 frei drehbaren Ausleger 19 aufweisen, der mit dem Teleskoparm 15 durch eine Feder 20 verbunden ist, sodass über die Feder 20 auf den Teleskoparm 15 ein Führungsmoment für den Wagen 11 ausgeübt wird, dessen Führungsrollen 18 zufolge dieses Führungsmoments in Anlage an der Trennwand 5 gehalten werden. If there is no sufficiently precise guidance of the rollers 12 in the longitudinal direction of the container for the welding process, for example by the collar 13, the telescopic arm 15 can be pivoted on the guide axis, preferably with the help of a spherical bearing 17 in a plane spanned by the guide axis 10 and the axis of the telescopic arm, so that the carriage 11 supported by guide rollers 18 on the partition wall 5 is guided by the partition wall 5 itself along the circumference of the partition wall when the telescopic arm 15 is subjected to a resilient prestress in the sense of the guide rollers 18 being pressed against the partition wall 5. For this purpose, the frame 8 can have an extension arm 19 that can rotate freely about the guide axis 10 and is connected to the telescopic arm 15 by a spring 20, so that the spring 20 exerts a guiding torque on the telescopic arm 15 for the carriage 11, whose guide rollers 18 are kept in contact with the partition wall 5 as a result of this guiding moment.

Verlaufen die Führungsrollen 18 im Sinne eines Vorspurwinkels geneigt zur Umfangsrichtung der Trennwand 5, so ergibt sich beim Abrollen der Führungsrollen If the guide rollers 18 run inclined in the sense of a toe-in angle to the circumferential direction of the partition wall 5, this occurs when the guide rollers roll off

18 auf der sich mit dem Abschnitt 1 drehenden Trennwand 5 eine radial nach außen 18 on the rotating with the section 1 partition 5 a radially outward

Um die gegenüber der Behälterachse 6 ausgerichtete und gegenüber dem Abschnitt 1 des Behälters festgehaltene Trennwand 5 mit der Umfangswand des Abschnitts 1 verschweißen zu können, wird das Dreibein 9 mit der Trennwand 5 verbunden, vorzugsweise mithilfe von am Dreibein 9 angelenkten Saugköpfen 21. Bei einer mittigen Öffnung in der Trennwand können anstatt der Saugköpfe 21 auch den Öffnungsrand umgreifende Klemmen vorgesehen werden, um das Dreibein 9 an der Trennwand lösbar befestigen zu können, ohne hierfür konstruktive In order to be able to weld the partition 5, which is aligned with the axis 6 of the container and is held relative to the section 1 of the tank, to the peripheral wall of section 1, the tripod 9 is connected to the partition 5, preferably by means of suction heads 21 articulated on the tripod 9. With a central Opening in the partition wall, instead of the suction heads 21, clamps surrounding the edge of the opening can also be provided in order to be able to releasably attach the tripod 9 to the partition wall, without having to do this structurally

Maßnahmen an der Trennwand vorsehen zu müssen. having to provide for measures on the partition wall.

Mit dem Aufsetzen der Saugköpfe 21 auf einer zur Behälterachse 6 senkrechten Fläche der Trennwand 5 oder in einem zu einer solchen Fläche parallelen Trennflächenbereich ergibt sich eine weitgehend parallel zur Behälterachse 6 ausgerichtete Führungsachse 10, sodass es keines besonderen Ausrichtaufwands für das Gestell 8 bedarf. Ausricht- und Fluchtungsfehler werden ja durch die Teleskoparmführung des Wagens 11 aufgrund der durch den Teleskoparm 15 gegebenen Freiheitsgrade selbständig ausgeglichen, sodass der Wagen 11 bei einer Drehung des Abschnitts 1 um die Behälterachse 6 für die Schweißung ausreichend genau entlang der zu bildenden Schweißnaht geführt wird. Damit sind alle Voraussetzungen für eine automatische Schweißung der Trennwand 5 im Inneren des Abschnitts 1 geschaffen, ohne einen Schweißer im Inneren des Abschnitts 1 zu benötigen. Über eine Kamera 22 kann der Schweißvorgang von außerhalb des Behälterabschnitts überwacht und die Schweißnaht ferngesteuert ausgebildet werden. When the suction heads 21 are placed on a surface of the partition wall 5 perpendicular to the container axis 6 or in a parting surface area parallel to such a surface, the result is a guide axis 10 that is largely aligned parallel to the container axis 6, so that no special alignment effort is required for the frame 8. Alignment and misalignment errors are automatically compensated for by the telescopic arm guide of the carriage 11 due to the degrees of freedom provided by the telescopic arm 15, so that the carriage 11 is guided with sufficient accuracy along the weld seam to be formed when the section 1 rotates about the container axis 6 for the weld. All the prerequisites for automatic welding of the partition wall 5 inside the section 1 are thus created without requiring a welder inside the section 1. The welding process can be monitored from outside the container section via a camera 22 and the weld seam can be formed by remote control.

Claims

(43126) II claims

1. Device for welding a partition wall (5) in a section (1) of a horizontal container with a remote-controllable welding device (7), characterized in that a frame (8) which can be detachably fastened to the partition wall (5) and has a guide axis (10) for a carriage (11) that can be moved on rollers (12) along the circumference of the partition wall (5) and accommodates the welding device (7), which can be freely rotated about the guide axis (10) by a telescopic arm (15) that can be freely displaced along its length. is stored.

2. Device according to Claim 1, characterized in that the telescopic arm (15) is pivotably mounted in a plane spanned by the guide axis (10) and the telescopic arm axis and the carriage (11), the guide rollers (18 ) with axes that are radially aligned with respect to the guide axis (10), is acted upon by resilient prestressing in the direction in which the guide rollers (18) are pressed against the partition wall (5).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the rollers (12) are inclined in the sense of a toe-in angle.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the guide rollers (18) are inclined in the sense of a toe-in angle.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the frame (8) has a tripod (9) with articulated suction heads (21) for detachable

Attachment to the partition (5) includes.