AT510919A1 - Instandhaltungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Instandsetzung von großflächigen Stahlbauflächen, insbesondere Schiffsrümpfe.

Description

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Die Erfindung betrifft eine automatisierte Instandhaltungsvorrichtung für große, im wesentlichen senkrechte Flächen, insbesondere Schiffsrümpfe, mit welcher die Sicherheit, die Effizienz, die Kosten, die Qualität verbessert und gleichzeitig die Umweltbelastung verringert werden können.

Beschreibung:

Figur 1: Instandhaltungssystem 1. Flexible Installation, z.B. Schienensystem ( Referenzgerät) als Führung für die mittels CNC kontrollierte Instandhaltungsvorrichtung (alternative: z.B. Dockarm) 2. Träger (CNC kontrolliert, flexibel, beweglich in alle Richtungen) 3. Ausstattung: a, Energieversorgung b. Versorgung mit Wasser und Farbe 4. Fachwerkturm (24 Meter hoch) 5. Tragbalken (20 Meter, vertikal beweglich) 6. zwei Unterstützungssysteme, höhenverstellbar mittels

Nivellierungsmechanismus 7. zwei unabhängige Doppel-Knickarm-Systeme für Werkzeuge (ggf. mit Kamerasystem für die Vorbestimmung der zu behandelnden Bereiche) 8. Arbeitskabine 9. Werkzeuge : • kombiniertes Wasch/Abstock-Werkzeug • Spülianze mit Absaugeinheit • Beschichtungsbox mit Absaugeinheit • Dickenmesseinrichtung, Qualitätsüberprüfungseinrichtung (zur Feststellung von Fehlstellen) ft * C 4 f

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4 •2 1. Referenzeinrichtung (Schieneneinrichtung oder Dockarm): wird zur Bewegung der Instandhaltungsvorrichtung sowie als Referenzsystem für die Definition und Speicherung einer Vielzahl von Positionen des Instandhaltungssystems benötigt.

Figur 2: Schieneneinrichtung • höhenverstellbare Basisplatte pro Schwelle • Weite: max. 300 mm (Schienenauflage) => geringer Platzbedarf • Länge: 3 m (pro Element) • Gewicht: 550 kg (pro Element) • Schnellverbindungen

Figur 3: Dockarm noch geringerer Patzbedarf zwischen zu behandelnden Schiffsrumpf und Dockwand 2. Träger:

Figur 4: • ein flacher zentraler (Quer)Träger • zwei unterstützende Antriebseinheiten • Stahlrahmenkonstruktion Figur 5: A: Stützeinrichtung, nur für die Montage und Demontage notwendig 3. Ausstattung

Figur 6: a. Energieversorgung: Dieselaggregat, Zentrale Stromüberwachungseinheit b. Farbversorgung: • Versorgungsstation für Zweikomponentenbeschichtungssysteme, insbesondere für Epoxy- und Polyurethan-basierende Beschichtungen • Förderpumpe (150 bar) für lack und Härter

• Stromversorgung für elektrostatische Ladung: 80.000 V; 1,5 mA • Heizeinrichtung für den Lack * 3 * * · * *r--‘ • Tank: 500 I (abhängig vom Beschichtungssystem) • Zwischenlagerungseinheit für die Werkzeuge 4. Fachwerkturm

Figur 7 • 24 m hoch (bis zu 36 m möglich) • 6 m pro Segment • Weite: 0,7 m • Stahlrahmenkonstruktion • zwei Ablagen und Führungen für die transversale Trägerbewegung • geführte Kabelschlinge 5. Tragbalken

Figur 8 • zwei (redundante) Antriebseinheiten • Basis für: • zwei Knickarmsysteme • Energieversorgung • Absaugeinrichtung(en) • Stahlrahmenkonstruktion • Vertikalgeschwindigkeit: max 0,5 m/s • leichte Zugänglichkeit für Wartungszwecke 6. Unterstützungssystem

Figur 9 • zwei Systeme an dem Schiffsrumpf (das zweite als Ersatzsystem, beispielsweise für Öffnungen an dem Schiffsrumpf wie Ankeröffnungen, etc.) • eigenständig angetrieben • Stabilisierungseinrichtung (Ausgleichseinrichtung, Zweipunktunterstützung), um den Turm in vertikaler Position auszurichten • höhenversteiibar • flexible Radunterstützung zentral gesteuert 7. zwei unabhängige Doppel-Knickarm-Systeme für Werkzeuge

Figur 10 • mit Hauptbaum • telekopierbarem Knickarm-Baum • anpassende Werkzeugaufnahme • lim Reichweite, 5 mt • Maximalgewicht: 350 kg • alle Achsen CNC gesteuert • Geschwindigkeit: 0,5 m/s • Gewicht pro Armsystem: 900 kg • pro Armsystem kann ein Bereich von 7x6 m2 bearbeitet werden

Figur 11

Die Kamera erlaubt die Erfassung einer bestimmten Fläche der zu bearbeitenden Oberfläche und zeigt diesen als Bild dem Bediener auf einem Bildschirm. Der Bediener in der Arbeitskabine wählt die zu bearbeitenden Bereiche auf seinem Bildschirm aus. Um diesen Vorgang zu erleichtern, sind unterschiedliche vordefinierte Bereichsformen verfügbar, die einfach über das erfasste Bild gelegt werden können. Die Bearbeitung der Fläche (Reinigung, Entlacken, Neubeschichtung) erfolgt anschließend vollautomatisiert in den vom Bediener definierten Bereichen. Auf diese Weise erfolgt eine sparsame Instandsetzung der zu behandelnden Fläche. 8. Arbeitskabine

Figur 6, 12 • eine Arbeitskabine pro Armsystem und Werkzeug • auf dem Träger angeordnet • eine Hauptsteuerung • Steuerung des Werkzeugs, des Armsystems, des Tragbalkens • Bedienung mittels Joystick * » <* · I ***** I > » * * * « • » « » ' » ‘ » • Bedienungsbildschirm zur Anzeige der erfassten Bilder des Schiffsrumpfes und Verwendung von vordefinierten Bildern zur geforderten Flächenbereichsbehandlung • klimatisiert 9. Werkzeuge : kombiniertes Wasch/Abstock-Werkzeug Figur 13, 14 • Waschen: 200-300 bar • Abstocken: 500 bar • Kombination von Partikeln (z.B. Quarzsand) und Wasser zur Erhöhung der Oberflächenrauhigkeit (gleiche Werte wie beim Sandstrahlen) • leichtes Abstocken: wird zur Entfernung von Oberflächenverunreinigungen oder lose Beschichtungen verwendet, ebenso für das Aufrauen von bestehenden Beschichtungen zur Adhäsionsverbesserung. Feine Schleifmittel (0,2 bis 0,5 mm) werden üblicherweise hierfür eingesetzt. • hartes oder schweres Abstocken: zur Entfernung von alten Beschichtungen und Rost bis zur originalen Fertigungsbeschichtung oder dem blanken Stahl. • dieses Reinigungswerkzeug mit Fiitereinheit ist insbesondere für die Verwendung mit Quarzsand entwickelt worden.

Spüllanze Figur 15-17 • Ultrahochdruckstrahlen: 2500 bar, • drei rotierende Düseneinheiten mit je vier Düsen • 200 mm Durchmesser je Düseneinheit • Düseneinheit individuell steuerbar • geringste Bearbeitungsfläche: 200 mm x 370 mm, bis zu 105 m2/h möglich • unterstützt von Rollen • inklusive Absaugung

Beschichtungsbox Figur 18, 19 1. Versorgung (Lack, Härter, elektrischer Strom, Luft) 2. Kardansystem 3. Doppelhüllenabsaugbereich 4. Bürstengürtel 5. Absaugfilter 6. Booster 7. Farbdüsen (unabhängig ansteuerbar) 8. Farbsprühnebel 9. Farbbalken 10. Abstandssensoren (Ultraschallsensoren) • Keramikdüsen • 150 bar Druck • 5 1/min Lack • Lackheizung bis zu 40 m Kabellänge • Elektrostatischer Ladevorgang • 300-1000 m2/h

Allgemeine Daten der Instandhaltungsvorrichtung:

Figur 20 • Gewicht: ca. 16 t • Fachwerkturmhöhe: 24 m • Unterbau: 15 m x 2,5 m • erforderlicher Mindestabstand zwischen Dock und Schiffsrumpf: 2,5 m • Positionsgenauigkeit: kleiner +/- 20 mm • Wiederholbarkeit: kleiner +/- 30 mm

• Energieversorgung: 80 kW • inkrementeile CNC-Steuerung (hydraulisch / elektrisch) • Modem für Diagnosezwecke

Verfahrensablauf in Grundzügen 1. Installation des Referenzsystems (fix bei gleichen oder ähnlichen Abmessungen oder nach Spezifikation in Abhängigkeit der zu bearbeitenden Fläche) 2. Installation des Trägers und der Werkzeuge • Aufstellen und Montage von Träger, Turm, Tragbalken, Ausgleichseinrichtung, Energieversorgung, etc • Testlauf 3. Basisreinigung der zu bearbeitenden Fläche (Waschen) 4. Abstocken (wenn gewünscht) 5. Abklären und Festlegen der Fehlstellen 6. Wasserstrahlen der Fehlstellen 7. Beschichten der gereinigten Fehlstellen 8. Kompiettbeschichtung bzw, -lackieren (Finish) der Oberfläche 9. Entfernen der Instandhaltungsvorrichtung 10. falls notwendig, Entfernen des Referenzsystems (ganz oder teilweise) Beispiel:

Figur 21 - 24 Vorteile: • max. drei Personen (zwei Bediener und eine Aufsichtsperson) • kaum Benutzung des Dockkrans • keine Reinigung der Werft, der Schiffe und der Umgebung notwendig (im Vergleich zum Sandstrahlen) • geringere Standzeiten aufgrund des kontinuierlichen Arbeitsprozesses und der automatischen Positionsbestimmung und -definierung • geringere Behandlungszeiten aufgrund hocheffizienter Werkzeuge o kontinuierlich hoher Stundendurchsatz möglich o reduzierte Trocknungszeiten aufgrund der Lackbeheizung o minimierter Aufwand aufgrund der vordefinierten Fehlstellen • geringere Schiffsliegezeiten (in Hinblick auf Schiffsrumpfoberflächenbehandlung) • bessere Dockauslastung • geringerer Lackverbrauch t {i i r * t *. t »« • * t {i i r * t *. t »« • *

*8 • geringere Personalkosten • höhere Sicherheit für das Personal o weil keine Arbeiten auf Plattformen in großen Hohen o sicherer Abstand zu den Beschichtungs- und Reinigungsdüsen o höherer Arbeitskomfort • umweltfreundlich, weil geschlossene Systeme o kein Staub o kaum Lacksprühnebel o geschlossener Wasserkreislauf o geringerer Wasserverbrauch o kontrolliertes Abwassersystem • Qualitätsüberprüfung: beispielsweise Schichtdickenmesseinrichtung zur Feststellung der Beschichtungsstärke und/oder von verbleibenden Fehlstellen • Erstellung eines Bearbeitungsprotokolls möglich

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Instandhaltungseinrichtung für, insbesondere Schiffsrümpfe, mit einem mobilen Trägersystem mit einem vertikalen Trägerturm und zumindest einer entlang des Trägerturms vertikal bewegbaren Trägereinheit, dadurch gekennzeichnet, dass an der zumindest einen Trägereinheit zumindest zwei Armsysteme angeordnet ist, wobei jedes Armsystem als Doppelknickarm ausgeführt ist und eine Werkzeugaufnahme aufweist, an die ein Werkzeug befestigbar ist, sowie jedes Armsystem individuell ansteuerbar ist.
2. 2. Verfahren zur Instandsetzung von großflächigen Stahlbauflächen, mit den folgenden Schritten: • Installation eines Bewegungs- und Referenzsystems • Installation und Montage der Instandhaltungseinrichtung nach Anspruch 1 • Basisreinigung der zu bearbeitenden Fläche (Waschen) • gegebenenfalls Abstocken • Abklären und Definieren der Fehlstellen mittels Kamerasystem • Wasserstrahlen der definierten Fehlstellen • Beschichten der gereinigten Fehlstellen • Kompiettbeschichtung bzw. -lackieren der gesamten Oberfläche • Entfernen der Instandhaltungsvorrichtung

   • falls notwendig, Entfernen des Referenzsystems (ganz oder teilweise) 2010 12 16 Ha Patentanwalt uipi.-lng. Msg, Michael Babeluk A-1150 Wien, Mariahilfer GOrtel 39/17 Tel.: (+43 1) B&2 89 33-0 Fa*; (+43 1)89?W 333