AT523826B1 - Vorrichtung zum Schweißen einer Trennwand in einem Abschnitt eines liegenden Behälters - Google Patents

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.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schweißen einer Trennwand in einem Abschnitt eines liegenden Behälters mit einer fernsteuerbaren Schweißeinrichtung.

[0002] 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 davon, dass der im Innenraum des stirnseitig offenen Behälterabschnitts kauernd hantierende und die Drehbewegung des Behälterabschnitts ausgleichende Schweißer vor erheblichen Umweltbelastungen zu schützen ist, muss für die Herstellung einer umlaufenden Schweißnaht mit einer erheblichen Schweißzeit gerechnet werden.

[0003] 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 einsetzen zu müssen.

[0004] 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.

[0005] 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 Ausrichtung des Gestells gegenüber der Trennwand erheblich erleichtert.

[0006] Um in einfacher Weise eine zur Trennwand parallele Führung des Wagens vorsehen zu können, kann der Teleskoparm in einer durch die Führungsachse und die Teleskoparmachse aufgespannten Ebene verschwenkbar gelagert sein und den Wagen, der an der Trennwand abrollende Führungsrollen mit gegenüber der Führungsachse radial ausgerichteten Achsen aufweist, unter einer federnden Vorspannung im Andrücksinn der Führungsrollen an die Trennwand beaufschlagen. Da somit der Wagen federnd an die Trennwand angedrückt wird, wird er über die Führungsrollen spielfrei entlang dieser Trennwand geführt, wenn der Behälterabschnitt gedreht

wird.

[0007] 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 unterstützt werden.

[0008] 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.

[0009] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen

[0010] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schweißen einer Trennwand in einem Abschnitt eines liegenden Behälters in einem Vertikalschnitt durch den Behälterabschnitt in seiner Gebrauchslage,

[0011] 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

[0012] Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie Ill-IIl der Fig. 2 in einem größeren Maßstab.

[0013] 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.

[0014] 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 näher dargestellt ist. Fehlt ein entsprechender, den Umfang der Trennwand 5 umschließender Kragen 13, so kann der Wagen 11 auch auf der Umfangswand des Abschnitts 1 entlang der Trennwand 5 abrollen.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] Verlaufen die Führungsrollen 18 im Sinne eines Vorspurwinkels geneigt zur Umfangsrichtung der Trennwand 5, so ergibt sich beim Abrollen der Führungsrollen 18 auf der sich mit dem Abschnitt 1 drehenden Trennwand 5 eine radial nach außen gerichtete Bewegungskomponente für den Wagen 11, wodurch die schwerkraftbedingte, radiale Wagenführung unterstützt wird. In ähnlicher Weise kann durch einen Vorspurwinkel der Laufrollen 12 eine Bewegungskomponente des Wagens 11 in Richtung der Trennwand 5 zur Unterstützung der Beaufschlagung des Teleskoparms 15 durch die Feder 20 sichergestellt bzw. eine solche Federbeaufschlagung ersetzt werden.

[0018] 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 OÖffnungsrand umgreifende Klemmen vorgesehen werden, um das Dreibein 9 an der Trennwand lösbar befestigen zu können, ohne hierfür konstruktive Maßnahmen an der Trennwand vorsehen zu müssen.

[0019] 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. Uber eine Kamera 22 kann der Schweißvorgang von außerhalb des Behälterabschnitts überwacht und die Schweißnaht ferngesteuert ausgebildet werden.

[0020] Aufgrund der schwerkraftbedingten Wagenführung folgt der mit der Schweißeinrichtung 7 versehene Wagen 11 bei einer Drehung des Abschnitts 1 selbständig dem Umfang der Trennwand 5, und zwar unabhängig vom jeweiligen Querschnitt des Abschnitts 1. Dies bedeutet, dass Trennwände nicht nur für kreisförmige, sondern auch für von der Kreisform abweichende Querschnitte des jeweiligen Behälterabschnitts mithilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung geschweißt werden können, weil ja der die Schweißeinrichtung 7 aufnehmende Wagen 11 aufgrund seines Gewichts unabhängig von der jeweiligen Drehstellung des Behälterabschnitts in einem auf die jeweilige Drehstellung bezogenen, unteren Umfangsabschnitt des Behältermantels verbleibt.

Claims (5)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Schweißen einer Trennwand (5) in einem Abschnitt (1) eines liegenden Behälters mit einer fernsteuerbaren Schweißeinrichtung (7), dadurch gekennzeichnet, 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.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teleskoparm (15) in einer durch die Führungsachse (10) und die Teleskoparmachse aufgespannten Ebene verschwenkbar gelagert ist und den Wagen (11), der an der Trennwand (5) abrollende Führungsrollen (18) mit gegenüber der Führungsachse (10) radial ausgerichteten Achsen aufweist, unter einer federnden Vorspannung im Andrücksinn der Führungsrollen (18) an die Trennwand (5) beaufschlagt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrollen (12) im Sinne eines Vorspurwinkels geneigt verlaufen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrollen (18) im Sinne eines Vorspurwinkels geneigt verlaufen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (8) ein Dreibein (9) mit angelenkten Saugköpfen (21) zur lösbaren Befestigung an der Trennwand (5) umfasst.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen