DE19828505A1 - Raumzelle für Schiffe und schwimmende Anlagen und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Raumzelle für Schiffe und schwimmende Anlagen und Verfahren zur Herstellung der Raumzelle. DOLLAR A Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, Raumzellen für Schiffe und schwimmende Anlagen und Verfahren zur Herstellung der Raumzelle zu schaffen, die Vorfertigung und Montage mit wesentlich geringerem Arbeitsaufwand und Bauzeit zu ermöglichen und die für den Anwender wichtigen technischen Parameter, besonders Vibration im Betriebsregime, zu verbessern. DOLLAR A Die Raumzelle ist dadurch gekennzeichnet, daß aus modularen Bauteilen auf einem tragenden Boden der Funktionsteil aufgebaut ist, alle Anschlüsse für den Einbau in die übergeordnete Struktur außenliegend vorhanden sind und die Eigen-Schwingungs-Frequenz so angepaßt ist, daß am Einbauort, im Betriebsregime, kein unzulässiges Mitschwingen eintritt. DOLLAR A Das Verfahren zur Herstellung der Raumzelle ist dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschaften jeder Raumzelle unter Betriebsbedingungen vorausberechnet werden, Raumzellen aus fertigen Teilen in der Werkstatt zusammengebaut werden und dann in die übergeordnete Struktur einfach hineingebaut werden. DOLLAR A Die Erfindung wird zur wirtschaftlichen Herstellung und Montage von Raumzellen für Schiffe und schwimmende Anlagen benutzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Raumzelle für Schiffe und schwimmende Anlagen und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß aus modularen Bauteilen auf einem tragenden Boden der Funktionsteil aufgebaut ist, alle Anschlüsse für den Einbau in die übergeordnete Struktur vorhanden sind und die Eigen-Schwingungs-Frequenz so angepaßt ist, daß am Einbauort, im Betriebsregime kein unzulässiges Mitschwingen eintritt.

Das Verfahren zur Herstellung der Raumzelle ist dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschaften jeder Raumzelle unter Betriebsbedingungen vorausberechnet werden, Raumzellen aus fertigen Teilen in der Werkstatt zusammengebaut werden und dann in die übergeordnete Struktur hineingebaut werden.

Eine Konstruktion einer solchen für Schiffe und schwimmende Anlagen geeigneten Raumzelle und ein dazugehöriges Verfahren zu ihrer Herstellung ist nicht bekannt. Die bekannten Konstruktionen und Verfahren weisen einige Merkmale, aber nicht die wichtigsten Merkmale der Erfindung auf.

Die Erfindung nach DE 195 17 235 A1 enthält "Grundelemente", die "selbsttragende Rahmen" aufweisen (PA10) und weist den "Grundelementen" die Aufgabe zu, die erforderliche "Festigkeit und Steifigkeit" des Deckshauses zu bewirken (Patentanspruch 11). Das soll die Raumzelle nicht, und sie benötigt dadurch das Material für die selbstragenden Rahmen nicht, wird mit weniger Material und Arbeitszeit herstellbar. Die Grundelemente besitzen die Eigenschaft der angepaßten Eigenfrequenz nicht.

Die Erfindung nach DE-OS 36 40 801 A1 betrifft eine Raumeinheit und ein Verfahren zum Herstellen und Anbringen dieser kastenartigen Raumeinheit, beispielsweise einer Kabine, eines aus Raumelementen zusammengesetzten Moduls oder dergl. Die Raumeinheit muß auf einer mindestens hauptsächlich ebenen Unterlage, beispielsweise dem Deck eines Schiffes angeordnet werden. Die Raumeinheit wird mit einer Decke, Wänden und einem Fußboden versehen, wobei der untere Bereich der Wand an der Außenkante des selbsttragenden Fußbodens befestigt wird. Der Fußboden wird mit einstellbaren Dämpfungsrichtungen, die Glieder zum Stützen des Fußbodens und zum Befestigen der Raumeinheit am Deck des Schiffes und zum Ausrichten des Fußbodens versehen, die aus dem Innern der Raumeinheit zu betätigen sind.

Nach dieser Erfindung wird zwar eine Raumeinheit (Schiffskabine) komplett vorgefertigt, jedoch mit einem zusätzlichen, tragenden Boden und Justier- und Dämpfungs- und Befestigungselementen. Deshalb besteht der Nachteil dieser Erfindung in einer aufwendigen Herstellung und in einer risikobehafteten Montage einer solchen Raumeinheit.

Nach der EP-PS 0 518 078 B1 ist eine nicht selbsttragende Schiffskabine aus vorgefertigten Teilen ohne eigenen Boden, ein Verfahren zum Herstellen und Aufstellen solcher Kabinen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bekannt. Die nicht selbsttragende Schiffskabine aus vorgefertigten Teilen ohne eigenen Boden mit ihren Wandpaneelen steht in einer waagerechten Ebene auf einem formstabilen Gleitrahmen und wird nach der Herstellung an Land an den vorgesehenen Ort an Deck eines Schiffes transportiert.

Dieses Verfahren zum Herstellen und Aufstellen solcher Kabinen hat den Nachteil, daß der Boden nicht Bestandteil der Kabine ist. Deshalb kann die Kabine nicht komplett vorgefertigt werden. Weiter ist nachteilig, daß der Umfang der Montagearbeiten für das Einbringen, Befestigen und Ausrüsten der Kabinen erheblich ist.

In der DE-OS 31 42 124 A1 ist ein Verfahren zum Ausrüsten eines Schiffes mit selbsttragenden kastenförmigen Kabinenelementen beschrieben worden, die aus Seitenwänden und einem Dach aufgebaut werden und einem offenen Boden haben. Die Kabinenelemente sind aus plattenförmigen Kassettengliedern, die an einem Tragrahmen befestigt werden, aufgebaut.

Die Erfindung nach DE 42 36 845 A1 betrifft vorgefertigte Kabinen, die nicht auf einem Teil des tragenden Decks gebaut werden, aber einen Boden als Basis für ihren Einbau in Schiffsstrukturen (Bewegung auf einem Luftkissen) benötigen. Die Raumzelle benötigt weder das Doppel des Schiffsdeck-Kabinenbodens noch Luftkissen.

In der DE-OS 40 15 993 A1 wird ein Verfahren zum nachträglichen Aufsetzen von zusätzlichen Decks auf Schiffe beschrieben. Es verwendet vorgefertigte Deckshausmodule, aber nur nebeneinander angeordnet und auf den speziellen Anwendungsfall eingeschränkt.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, für Schiffe und schwimmende Anlagen universell verwendbare Raumzellen und Verfahren ihrer Herstellung anzugeben, so daß Herstellungskosten und -zeit deutlich sinken und sich die für den Anwender nützlichen Eigenschaften verbessern.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst. Die erfindungsmäße Raumzelle ist dadurch gekennzeichnet, daß sie funktionsfähige und benutzbare Raumeinheit eines Schiffes oder einer schwimmenden Anlage ist, sie auf einem Teil des tragenden Decks (welches aus dem Schiff oder der schwimmenden Anlage herausgelöst wurde) gebaut und als Modul in den übergeordneten Bauabschnitt hineingebaut wird, sie aus Bausteinen eines offenen Baukastens besteht, ein modulares und wiederholt verwendbares System ist, sie eine Eigen-Schwingungs-Frequenz hat, die von den Erregerfrequenzen auf dem Schiff oder der schwimmenden Anlage am Einbauort, im Betriebsregime, weit genug entfernt ist und dadurch nicht unzulässig stark zum Mitschwingen angeregt wird, sie in die tragende Struktur mit einer Verbindung, die die Forderungen an Festigkeit, Schwingungsdämpfung, Brandsicherheit, Dichtigkeit, Wärmedurchgang und arbeitssparende schnelle Montage zugleich erfüllt, eingebaut wird und sie in der Werkstatt, parallel zum Bau des Schiffes oder der schwimmenden Anlage aus maschinell gefertigten, belastungsangepaßten, maß- und formgenauen modularen Bauteilen zusammengebaut wird und einfach und schnell in die übergeordnete Struktur hineingebaut und an die Ver- und Entsorgungssysteme angeschlossen wird.

Der Vergleich mit den bekannten Lösungen ergibt für die Erfindung Raumzelle folgende Vorteile:
Sie wird auf dem tragenden Boden schlüsselfertig vorgefertigt. Dies ist bei den Konstruktionen, die keinen eigenen Boden haben, nicht möglich.

Beim Einbau in eine Struktur (Schiff oder schwimmende Anlage) entsteht nur ein Boden. Damit spart sie gegenüber allen Konstruktionen mit 2 Böden wesentlich ein.

Sie löst das Problem des unzulässigen Mitschwingens in jeder Raumzelle durch Verstimmung der Eigenfrequenz. Bekannt ist bisher nur die Anwendung schwingungsdämpfender Beläge, deren Einbau hohen Aufwand verlangt.

Sie geht in den Festigkeitsverband der übergeordneten Struktur nur mit dem Boden ein, so daß auf tragende Rahmen verzichtet werden kann.

Störende Schwingungen werden durch Vorausberechnung jeder Raumzelle im Betriebsregime am Einbauort und Kontrollmessungen an den Raumzellen vor deren Montage vermieden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Raumzelle,

Fig. 2 einen Teil der übergeordneten Struktur mit Raumzellen.

Nach Fig. 1 besteht die Raumzelle aus dem tragenden Boden 1, auf dem der Funktionsteil 2 aufgebaut ist, und den Ver- und Entsorgungsanschlüssen 3. Die Raumzelle wird in der Werkstatt aus Bauteilen aus einem offenen Baukasten modular gebaut.

Nach Fig. 2 wird die Raumzelle in die Struktur des übergeordneten Systems 4 hineingesetzt und am tragenden Boden 1 an Strukturelementen 4 befestigt. Die Ver- und Entsorgungsanschlüsse 3 werden an die, in die übergeordnete Struktur eingebauten, Systeme angeschlossen.

Die Eigenschaft, richtig angepaßte Eigen-Schwingungs-Frequenz der Raumzelle, wird wie folgt erreicht:
Zuerst wird durch eine rechnerische Schwingungsanalyse der übergeordneten Struktur im Betriebsregime auf dem Schiff oder der schwimmenden Anlage für jede Raumzelle in normaler Bauweise die Gefahr der Anregung zum Mitschwingen durch die Erregerschwingungen beurteilt.

Dann werden Veränderungen der Eigenfrequenz für die Raumzellen festgelegt, die gefährdet sind. Dafür werden einzeln oder kombiniert angewandt:
Verwendung eines Bodens aus Schichten unterschiedlicher Biegefestigkeit und Elastizität; Erhöhung der Biegefestigkeit dem Bodens in definierter Richtung; Senkung der Biegefestigkeit des Bodens in definierter Richtung; Veränderung der Auflagebedingungen des Bodens auf der übergeordneten Struktur.

An den vorgefertigten Raumzellen wird die Eigenfrequenz gemessen. Wenn störende Abweichungen von der Berechnung auftreten, werden Veränderungen an Raumzelle oder Auflagebedingungen ausgeführt.

Die Verbindung der Raumzelle mit der übergeordneten Struktur 4 erreicht die Forderung an Festigkeit, Schwingungsdämpfung, Brandsicherheit, Dichtigkeit, Wärmedurchgang und schnelle Montage wie folgt:
Eine dauerelastische Masse ausreichender Dicke stellt die Verbindung her, die Zuführung von Wärme zur elastischen Masse wird verzögert, der Zutritt von Sauerstoff zur elastischen Masse wird behindert, zusätzliche Sicherungen für ausreichende Festigkeit im Brandfall werden eingebaut.

Claims (6)

1. Raumzelle für Schiffe und schwimmende Anlagen, vorgefertigte Raumeinheit, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine funktionsfähige und benutzbare Raumeinheit darstellt und aus den Baugruppen: tragender Boden (1), Funktionsteil (2) und Versorgungs- und Entsorgungsan­ schlüssen (3) besteht und in der Werkstatt vormontiert und in die Struktur eines übergeordneten Systems (4) eingebaut wird.

2. Raumzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Bausteinen eines offenen Baukastens für die Anwenderbedürfnisse angepaßt, Teil eines modularen und wiederholt verwendbaren Systems ist.

3. Raumzelle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf dem aus dem Schiff oder der schwimmenden Anlage herausgelösten Teil des tragenden Decks aufgebaut und als Fertigteil in die Struktur des übergeordneten Systems (4) hineingebaut ist.

4. Raumzelle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Eigen-Schwingungs-Fre­ quenz hat, die von den Erregerfrequenzen des Schiffes oder der schwimmenden Anlage am Einbauort und im Betriebsregime weit genug entfernt ist und dadurch nicht unzulässig stark zum Mitschwingen angeregt wird.

5. Raumzelle nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie in die übergeordnete tragende Struktur (4) mit einer Verbindung, die die Forderungen an Festigkeit, Schwingungsdämpfung, Brandsicherheit, Dichtigkeit, Wärmedurchgang und arbeitssparende schnelle Montage zugleich erfüllt, eingebaut ist.

6. Verfahren zur Herstellung der Raumzelle nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Raumzelle mit Modulen eines offenen Baukastens den Anforderungen aus dem übergeordneten System planerisch und fertigungstechnisch angepaßt, in der Werkstatt als funktionsfähige und benutzbare Raumeinheit mit Verbindungselementen und Ver- und Entsorgungsanschlüssen (3) gebaut, in die Struktur des übergeordneten Systems (4) hineingebaut, an die Ver- und Entsorgungssysteme (3) angeschlossen und nach der Montage auf dem Schiff oder der schwimmenden Anlage in Betrieb gesetzt wird.