CH693447A5

CH693447A5 - Remote-controlled lid removal and fitting machine

Info

Publication number: CH693447A5
Application number: CH00096/99A
Authority: CH
Inventors: Dipl-Ing Torsten Jacobs; Dipl-Ing Wolfgang Vogel
Original assignee: Hansa Projekt Anlagentechnik G
Priority date: 1998-05-07
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2003-08-15
Also published as: DE29808221U1

Abstract

A machine is claimed for remote-controlled lid (3) removal from or fitting on a vessel (2), using a percussive screw-driving unit (22) to screw headed screws (4), received in holes (5) in the lid, into or out of threaded holes (6) of a vessel flange (7). The machine has a rail-mounted carriage (11) carrying a frame (12) with a vertically displaceable intermediate plate (19) which is associated with a rotary base plate (21), holding several screw-drivers (22), and which carries the lid (3) as well as gripping and positioning elements for manipulation purposes.

Description

       

  



  Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Entfernen oder Aufbringen eines Deckels nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. 



  Derartige Einrichtungen sind aus der Handhabung von Abfallfässern in kerntechnischen Anlagen bekannt. Für die fernbedienbare Steuerung der Vorgänge \ffnen bzw. Schliessen der Fässer sind immer noch manuelle Hilfsmittel erforderlich, für die eine Anwesenheit von Bedienungspersonal notwendig ist. 



  Zum Abbau des Gefährdungspotenzials soll eine automatisch arbeitende Einrichtung angegeben werden, die den Einsatz von Bedienungspersonal reduziert. 



  Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. 



  Durch die kompakte Anordnung der Deckelmaschine einschliesslich aller Handhabungs und Positionierungselemente innerhalb eines Rahmens kann das \ffnen und Schliessen der Fässer vollautomatisch ablaufen. 



  Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Einrichtung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen. 



  Anhand eines Ausführungsbeispieles und der schematischen Zeichnungen Fig. 1 bis 6 wird die erfindungsgemässe Einrichtung beschrieben. 



  Dabei zeigt die 
 
   Fig. 1 eine Teilansicht der Einrichtung mit einem verschlossenen Fass und einem Deckelmagazin, 
   Fig. 2 eine Teilansicht in Pfeilrichtung II der Fig. 1 in einem grösseren Massstab, 
   Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie Ill-lll der Fig. 1, 
   Fig. 4 einen Teilbereich der Fig. 2 in einem grösseren Massstab und 
   Fig. 5 und 6 einen Initiator zur Verriegelungskontrolle des Deckels. 
 



  Die Fig. 1 zeigt ein entlang einer Rollenbahn 1 herangeführtes Fass 2, das mit einem Deckel 3 verschlossen ist. Dazu durchsetzen mehrere Kopfschrauben 4 den Randbereich des Deckels durch dort eingebrachte Bohrungen 5 und sind in Gewindebohrungen 6 eines Fassflansches 7 eingeschraubt. 



  Wie im Zusammenhang mit der Fig. 2 zu erkennen ist, ist eine Führungsschiene 8 mithilfe von Traversen 9 an einer Decke 10 befestigt. In gegenüberliegenden u-förmigen Aussparungen der Führungsschiene läuft ein Wagen 11 auf achsialen und radialen Führungsrollen, wodurch eine exakte Führung erzielt wird. An der Unterseite des Wagens ist ein als Rahmen 12 bezeichnetes Gestell befestigt, das aus einer Platte 13 und zwei parallel zueinander erstreckten Längsstreben 14 besteht. Jeder Längsstrebe ist eine Präzisionsführungswelle 15 zugeordnet, die zwei über einen Steg 16 zusammengehaltene Gleitbuchsen 17 aufnimmt. Von jedem Steg kragt eine Konsole 18 aus, die mit einer Zwischenplatte 19 verbunden ist und zusammen mit dieser ein Linearführungssystem bildet, das zusätzlich alle mit der Zwischenplatte verbundenen Komponenten umfasst.

   Auf der Oberseite der Zwischenplatte ist über einer nicht dargestellten Vierpunkt Lagerung ein Flanschrohr 20 abgestützt. Das freie Ende des die Zwischenplatte 19 durchsetzenden Flanschrohres ist mit einer Grundplatte 21 verbunden und trägt dieselbe. An der Peripherie der Grundplatte sind eine Vielzahl von Schlagschraubereinheiten 22 abgestützt und durch Klemmung festgelegt. Ein Doppelflanschrohr 23 ist mit seinem oberen Flansch 24 an der Grundplatte 21 befestigt und mit seinem unte ren Flansch 25 unter Zwischenschaltung eines Kraftaufnehmers 26 zur Steuerung einer Lastbegrenzung mit einer dem Deckel 3 zugeordneten Deckelplatte 27 verschraubt. 



  Wie in Verbindung mit der Fig. 3 zu erkennen ist, trägt die Deckelplatte 27 über ihren Umfang verteilt drei Elemente 28 zum Halten des Deckels 3. Die als Drehhaken ausgebildeten Elemente 28 sind mithilfe ihnen zugeordneter Drehantriebe 29 in ihrer gegenüber dem Deckel 3 ver- oder entriegelte Stellung verschiebbar. Der Deckel 3 ist hierzu an seiner Oberseite mit einem Winkelring 40 versehen, der das Untergreifen mit den Elementen 28 ermöglicht. Eine der Zwischenplatte 19 zugeordnete konsolgestützte Wand 30 nimmt einen Antrieb 31 auf, der über ein Ritzel 32 in eine Verzahnung des Flanschrohres 20 eingreift und eine Verdrehbewegung der Grundplatte 21 und aller mit ihr verbundener Komponenten bewirkt. Der sich drehende Teil der Einrichtung wird auch als Schraubmaschine bezeichnet. An der Unterseite der Platte 13 des Rahmens 12 ist ein Spindelhubgetriebe 33 befestigt.

   Dies ragt mit seiner Spindel 34 in das Doppelflanschrohr 23 und verschiebt bei einer Drehbewegung der Spindel relativ zu einer der Zwischenplatte 19 zugeordneten Spindelmutter 35 das Linearführungssystem in vertikaler Richtung. Begrenzt ist diese Fahrbewegung durch dem Rahmen 12 zugeordnete Positionsschalter 36. 



  Bevor die in der Fig. 1 gezeigte Deckelmaschine den Deckel 3 vom Fass 2 lösen und entfernen kann, muss der von den Elementen 28 gehaltenen Deckel 3 erst durch eine Verfahrbewegung des Wagens 11 entlang der Führungsschiene 8 in einem Deckelmagazin 37 abgelegt werden. Soll ein Fass verschlossen werden, muss ein Deckel 3 erst aus dem Deckelmagazin entnommen werden. 



  Zur Gewährleistung des vollautomatischen Ablaufs des Entfernens oder Anbringens eines Deckels sind verschiedene Kontrollschritte vorgesehen. 



  Fig. 5 zeigt einen Näherungsschalter 38, der das generelle Vorhandensein eines Deckels 3 anzeigt, während der Näherungsschalter 39 nach der Fig. 6 das Vorhandensein eines Deckels 3 bei angehobener Deckelplatte 27 bestätigt. 



  Die Fig. 4 zeigt im Zusammenhang mit der Fig. 3 verschiedenen Hilfsmittel zur automatischen Positionierung der Deckelmaschine. Für die Erfassung der Position der Schraubenköpfe ist ein Lasertaster 41 vorgesehen, der mit einem Halter 42 an der Deckelplatte 27 befestigt ist und mit seinem Wirkbereich auf den Lochkreis 43 gerichtet ist. Zur Bestimmung der Position der Gewindebohrungen 6 im Fassflansch 7 ist auf der Oberseite der Deckelplatte 27 ein Schwenkarm 44 angeordnet, der um seine Schwenkachse 45 von der in strichpunktierten Linien angegebenen Bereitschaftsposition in die mit ausgezogenen Linien dargestellte Einsatzposition mit einem in den Raum zwischen Fassflansch und Deckelunterseite ragenden Lasertaster 46 gebracht wird. Zwei in der Fig. 3 dargestellte Initiatoren 47, 48 überwachen die jeweilige Endstellung der mit einem Drehkolbenzylinder vorgenommenen Schwenkbewegung.

   Auch die drei am Umfang der Deckelplatte 27 verteilten Drehantriebe 29 besitzen Endschalter 49, 50, die über die entriegelte oder verriegelte Stellung der Elemente 28 Aufschluss geben. 



  In der Fig. 4 ist ferner ein Schrauberkopf 51 der Schlagschraubereinheit 22 im Schnitt dargestellt. Demnach besteht ein Schrauberkopf aus einem Zwischenstück 52 und einer Schraubernuss 53, wobei die Schraubernuss zum Ausgleich von Höhentoleranzen relativ zum Zwischenstück 52 verschiebbar ist. Ein Langloch 54 im Zwischenstück und eine Druckfeder 55 begrenzen die Relativverschiebung. Ein in der Schraubernuss integriertes Federsystem 56 stellt das Ausdrücken einer Schraube beim Abheben der Schraubernuss 53 vom Deckel 3 sicher. Für die Messung der Anzahl der Umdrehungen eines Schraubenkopfes ist für jeden Kopf ein optischer Kontrastsensor 57 vorgesehen (Fig. 4). Diese Sensoren sind in einem gemeinsamen Haltering 58, der über Streben 59 unterhalb der Grundfläche 21 angeordnet ist, festgelegt.

   Für die Kontrastbildung ist auf jedem Zwischenstück 52 halbseitig eine Reflektionsfolie aufgeklebt. Die Positionierung der Bewegungen erfolgt über eine Abschaltpositionierung. Dazu sind mit den jeweiligen Antriebsmotoren mittels drehsteifer, spielarmer Kupplungen die Absolutwertgeber 60, 61 und 62 (Fig. 1) gekoppelt. Diese geben einen absoluten Positionswert an eine Positionierbaugruppe. Diese steuert dann über Frequenzumrichter die Antriebsmotoren. Die jeweils anzufahrenden Positionen werden mittels der Meldungen der Lasertaster/-geber von einer SPS errechnet. Festgelegte Positionen können über das Bedienungspult der Anlage vorgegeben oder variabel gestaltet werden.



  



  The invention relates to a device for removing or applying a cover according to the preamble of claim 1.



  Such devices are known from the handling of waste barrels in nuclear plants. Manual aids are still required for the remote control of the processes of opening and closing the barrels, for which the presence of operating personnel is necessary.



  To reduce the hazard potential, an automatically operating device should be specified that reduces the use of operating personnel.



  This object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of claim 1.



  Due to the compact arrangement of the lid machine including all handling and positioning elements within a frame, the opening and closing of the drums can be fully automated.



  Further configurations of the device according to the invention can be found in the dependent claims.



  The device according to the invention is described on the basis of an exemplary embodiment and the schematic drawings of FIGS. 1 to 6.



  The shows
 
   1 is a partial view of the device with a closed barrel and a cover magazine,
   2 is a partial view in the direction of arrow II of FIG. 1 on a larger scale,
   3 shows a section along the line III-III of FIG. 1,
   Fig. 4 shows a portion of Fig. 2 on a larger scale and
   5 and 6 an initiator for locking control of the lid.
 



  1 shows a barrel 2 which is brought along a roller conveyor 1 and which is closed with a cover 3. For this purpose, several cap screws 4 penetrate the edge region of the cover through holes 5 made there and are screwed into threaded holes 6 of a barrel flange 7.



  As can be seen in connection with FIG. 2, a guide rail 8 is fastened to a ceiling 10 with the aid of cross members 9. In opposite U-shaped recesses of the guide rail, a carriage 11 runs on axial and radial guide rollers, whereby an exact guidance is achieved. Attached to the underside of the carriage is a frame, referred to as frame 12, which consists of a plate 13 and two longitudinal struts 14 extending parallel to one another. Each longitudinal strut is assigned a precision guide shaft 15, which receives two slide bushes 17 held together by a web 16. A bracket 18 protrudes from each web, which is connected to an intermediate plate 19 and together with this forms a linear guide system which additionally comprises all components connected to the intermediate plate.

   On the top of the intermediate plate, a flange tube 20 is supported over a four-point bearing, not shown. The free end of the flange tube passing through the intermediate plate 19 is connected to a base plate 21 and carries the same. At the periphery of the base plate, a plurality of impact wrench units 22 are supported and fixed by clamping. A double flange tube 23 is fastened with its upper flange 24 to the base plate 21 and screwed to its unte ren flange 25 with the interposition of a force transducer 26 for controlling a load limitation with a cover plate 27 assigned to the cover 3.



  As can be seen in connection with FIG. 3, the cover plate 27 carries three elements 28 for holding the cover 3 distributed over its circumference unlocked position slidable. For this purpose, the cover 3 is provided on its upper side with an angle ring 40, which enables the elements 28 to be gripped under. A console-supported wall 30 assigned to the intermediate plate 19 receives a drive 31 which engages via a pinion 32 in a toothing of the flange tube 20 and causes a rotation of the base plate 21 and all components connected to it. The rotating part of the device is also referred to as a screwing machine. A screw jack 33 is attached to the underside of the plate 13 of the frame 12.

   This extends with its spindle 34 into the double flange tube 23 and, when the spindle rotates relative to a spindle nut 35 assigned to the intermediate plate 19, displaces the linear guide system in the vertical direction. This travel movement is limited by position switches 36 assigned to the frame 12.



  Before the lid machine shown in FIG. 1 can detach and remove the lid 3 from the barrel 2, the lid 3 held by the elements 28 must first be placed in a lid magazine 37 by a movement of the carriage 11 along the guide rail 8. If a barrel is to be closed, a lid 3 must first be removed from the lid magazine.



  Various control steps are provided to ensure the fully automatic process of removing or attaching a cover.



  FIG. 5 shows a proximity switch 38 which indicates the general presence of a cover 3, while the proximity switch 39 according to FIG. 6 confirms the presence of a cover 3 when the cover plate 27 is raised.



  FIG. 4 shows in connection with FIG. 3 different aids for the automatic positioning of the lid machine. To detect the position of the screw heads, a laser button 41 is provided, which is fastened to the cover plate 27 with a holder 42 and is directed with its effective area onto the bolt circle 43. To determine the position of the threaded holes 6 in the barrel flange 7, a swivel arm 44 is arranged on the top of the cover plate 27, which rotates about its pivot axis 45 from the standby position indicated by dash-dotted lines to the use position shown in solid lines with an in the space between the barrel flange and the underside of the cover protruding laser button 46 is brought. Two initiators 47, 48 shown in FIG. 3 monitor the respective end position of the pivoting movement carried out with a rotary piston cylinder.

   The three rotary drives 29 distributed around the circumference of the cover plate 27 also have limit switches 49, 50 which provide information about the unlocked or locked position of the elements 28.



  4, a screwdriver head 51 of the impact screwdriver unit 22 is also shown in section. Accordingly, a screwdriver head consists of an intermediate piece 52 and a screw nut 53, the screw nut being displaceable relative to the intermediate piece 52 to compensate for height tolerances. An elongated hole 54 in the intermediate piece and a compression spring 55 limit the relative displacement. A spring system 56 integrated in the screwdriver nut ensures that a screw is pressed out when the screwdriver nut 53 is lifted off the cover 3. An optical contrast sensor 57 is provided for each head in order to measure the number of revolutions of a screw head (FIG. 4). These sensors are fixed in a common retaining ring 58, which is arranged below the base area 21 via struts 59.

   For the formation of contrast, a reflective film is glued to one side of each intermediate piece 52. The movements are positioned using a switch-off positioning. For this purpose, the absolute encoders 60, 61 and 62 (FIG. 1) are coupled to the respective drive motors by means of torsionally rigid, low-play couplings. These give an absolute position value to a positioning module. This then controls the drive motors via frequency converters. The positions to be approached are calculated by a PLC using the messages from the laser sensors / sensors. Fixed positions can be specified via the control panel of the system or designed variably.

Claims

1. Device for the remote control removal or application of a cover (3) from or to a barrel (2), the lid on its side facing away from the barrel having an angle ring (40) from a plurality of bores (5) for receiving cap screws (4) is interspersed, which in or through threaded bores (6) of a barrel flange (7) using an impact wrench unit (22). can be unscrewed, characterized in that a carriage (11) which can be moved along a guide rail (8) carries a frame (12) which receives an intermediate plate (19) which can be displaced in the vertical direction relative to the frame, that the intermediate plate has a base plate which can be rotated relative to it (21) is assigned, which receives a plurality of impact screwdriver units (22) and carries the cover (3) as well as gripping and positioning elements for handling the device.

Second

Device according to claim 1, characterized in that the frame (12) consists of a plate (13) rigidly connected to the carriage (11) and two longitudinal struts (14), that each longitudinal strut is assigned a parallel and vertically extended precision guide shaft (15) along which a sliding bush (17) carrying the intermediate plate (19) can be moved, and that the spindle (34) is assigned a spindle jack (33), the spindle (34) of which is connected to a spindle nut (35) connected to the intermediate plate (19) ) intervenes.

Third

Device according to claim 1, characterized in that a tube of a flange tube (20) passes through an intermediate plate (19) while maintaining clearance, that the flange tube (20) is supported with its flange on the upper side of the intermediate plate (19) so that it can rotate the free end of the tube is connected to the base plate (21), that the peripheral surface of the flange is designed as a gearwheel into which a pinion (32) of a drive (31) assigned to the intermediate plate engages and that the impact wrench units (22) are located on the periphery of the Base plate are fixed by a clamp connection.

4th

Device according to claim 2 or 3, characterized in that a double flange tube (23) is attached to the base plate (21) with its upper flange (24) and with its lower flange (25) with the interposition of a force transducer (26) with a cover ( 3) associated cover plate (27) is screwed.

5. Device according to claim 4, characterized in that the cover plate (27) carries a plurality of rotary drives (29), each having an element (28) engaging under the angle ring (40), with limit switches (49), (50) for checking the Rotary movement of the elements (28) are provided.

6. Device according to claim 4 or 5, characterized in that a laser button (41) is assigned to the position detection of the screw heads of the cover plate (27).

7th

Device according to claim 4 or 5, characterized in that for determining the position of the threaded bores (6) in the barrel flange (7) on the top of the cover plate (27) a swivel arm (44) is arranged, which by rotating its swivel axis (45) each occupies a ready or use position which can be limited by initiators (47, 48), a laser button (46) projecting into the space between the barrel flange (7) and the underside of the cover (3) in the use position.

8. Device according to claim 6 or 7, characterized in that for positioning the movements with the respective drive motors with the interposition of torsionally rigid couplings absolute encoder (60, 61, 62) are coupled.

9th

Device according to claim 1 or 3, characterized in that a screwdriver head (51) of the impact screwdriver unit (22) consists of an intermediate piece (52) and a screw nut (53) which can be displaced relative to the intermediate piece and that the intermediate piece has an elongated hole (54) and a compression spring (55) is assigned.

10. The device according to claim 9, characterized in that the screw nut (53) has a spring system acting against the screw head (56).

11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that a strut (59) with the base plate (21) connected to the retaining ring (58) has a plurality of contrast sensors (57), which for determining the number of screw head rotations with one of the intermediate piece (52) associated reflection film cooperate.