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Fundament für Maschinen, insbesondere Hilfsmaschinen
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auf Schiffen Die Erfindung betrifft ein Fundament für mit Abstand
zum Untergrund anzuordnende Maschinen, insbesondere zum Abstützen von Hilfsmaschinen
auf Schiffen, mit einem Grundrahmen, auf dem die abzustützenden Maschinen zueinander
ausgerichtet zu befestigen sind.
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In der Minderzahl der vorkommenden Fälle kann der Grundrahmen für
ein Maschinenaggregat, also beispielsweise für ein Kompressoraggregat, für eine
Pumpe nebst Antrieb o.
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dgl., unmittelbar auf dem Untergrund - im Falle von Schiffen also
unmittelbar auf dem Deck oder einem Schott -befestigt werden, wobei die Befestigung
in derartigen Fällen durch Verschweißen des Grundrahmens beispielsweise mit
dem
Deck eines Schiffes erfolgen kann. Eine derartige Fundamentierung ist wenig aufwendig
und daher nahezu in allen Fällen zu bevorzugen, in denen sie aufgrund baulicher
Gegebenheiten anwendbar ist.
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In sehr zahlreichen Fällen ist eine derartige Fundamentierung jedoch
nicht möglich, da die betreffenden Maschinen aus irgendwelchen Gründen mit Abstand
zum Untergrund angeordnet werden müssen oder sollen. In derartigen Fällen wird bei
der bisher üblichen bekannten Bauweise die Fundamentierung derart vorgenommen, daß
der Grundrahmen für die betreffende Maschine bzw. für das betreffende Maschinenaggregat,
beispielsweise für die Hauptkühlwasserpumpe eines Schiffes, auf einer Stahlblechkonstruktion
befestigt wird. Eine solche Stahlblechkonstruktion besteht aus längs und quer verlaufenden
Tr;gern und Platten, die jeweils zum Untergrund hin noch durch Knotenbleche abgefangen
sind.
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Auf diese Weise kommt es zu außerordentlich aufwendigen Fundamentierungen,
wobei sich der Aufwand nicht nur aufgrund des großen Materialbedarfs, sondern darüber
hinaus insbesondere auch wegen der aufwendigen Schweißarbeiten ergibt, die zu ganz
beträchtlichen Fertigungskosten führen.
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Denn für ein Pumpenaggregat, dessen Gewicht einschließlich des Grundrahmens
etwa 4 t beträgt, ergibt sich bei der vorstehend beschriebenen konventionellen Bauweise
ein Gewicht für das Fundament ohne Grundrahmen in der Größe von etwa 1,5 t und mehr.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten
Fundamente der eingangs beschriebenen Gattung unter Vermeidung ihrer Nachteile dahingehend
zu verbessern, daß die Fertigungskosten, und zwar sowohl die Materialkosten
als
auch die Personalkosten, sowohl für die eigentliche Herstellung des Fundamentes
als auch für dessen Montage gegenüber der üblichen Fundamentbauweise erheblich niedriger
sind, wobei darüber hinaus noch eine Standardisierung auf einfache Weise ermöglichst
sein soll. Weiterhin sollen auch die Konservierung und die Reinigung des erfindungsgemäßen
Fundamentes einfacher sein als bei den bekannten Fundamenten. Nicht zuletzt soll
im Falle von Schiffen der Aufwand darüberhinaus auch noch dadurch zu senken sein,
daß auf die sogenannten Schlingen unter dem Deck in aller Regel verzichtet werden
kann.
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Als Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß am Grundrahmen
mehrere nach unten gerichtete Stiele angeordnet sind, deren untere freie Endabschnitte
am Untergrund zu befestigen sind.
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Wenngleich die Stiele grundsätzlich an Konsolen o. dgl.
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des Grundrahmens befestigt sein können, ist bevorzugt vorgesehen,
daß sie jeweils an der Unterseite eines Grundrahmenträgers angeordnet sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist
an dem dem Grundrahmen zugekehrten Endabschnitt der Stiele kopfseitig jeweils eine
Platte befestigt, die gemäß einer weiteren Ausgestaltung insbesondere dann an den
Endabschnitt des jeweiligen Stieles angeschweißt sein kann, wenn dieser - wie dieses
bevorzugt vorgesehen ist - als Rohrabschnitt oder aus Rundstahl bzw. einem Profil
ausgebildet ist.
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Zur Befestigung eines Stieles bzw. dessen Platte am Grundrahmen kann
in weiterer Ausbildung der vorliegenden Erfindung in der Platte jeweils mindestens
eine Gewindebohrung vorhanden sein, die einerDurchgangsbohrung im Grundrahmen
zugeordnet
ist, wobei die Gewindebohrung durch eine unter die Platte geschweißte Mutter verwirklicht
sein kann, welche zu einer Durchgangsbohrung in der Platte fluchtet.
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Dabei ist für den Fall, daß lediglich eine einzige Gewindebohrung
vorgesehen ist, wie dieses bevorzugt der Fall ist, diese Gewindebohrung im wesentlichen
zentrisch zu dem Stiel angeordnet Gemäß einer Variante kann von der Platte jedoch
auch jeweils mindestens ein Gewindebolzen nach oben vorstehen, der einer Durchgangsbohrung
im Grundrahmen zugeordnet ist, wobei der Gewindebolzen bevorzugt durch eine mit
ihrem Kopf an die (Unterseite der) Platte geschweißte Schraube verwirklicht sein
kann, deren Schaft durch eine in der Platte vorhandene Durchgangsbohrung nach außen
vorsteht. Auch bei dieser Ausbildung ist für den Fall, daß lediglich ein Gewindebolzen
vorhanden ist, wie dieses bevorzugt vorgesehen ist, der Gewindebolzen bevorzugt
symmetrisch und damit zentrisch zu dem jeweiligen Stiel angeordnet.
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Gemäß einer weiteren Variante können die Stiele bzw. deren jeweilige
Platte jeweils auch mit dem Grundrahmen unmittelbar verschweißt sein. Diese Ausbildung
empfiehlt sich jedoch nur dann, wenn ein leichtes Verziehen des Grundrahmens unschädlich
und damit statthaft ist.
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Insbesondere bei Fundamenten, bei denen die betreffenden Maschinen
mit größerem Abstand zum Untergrund anzuordnen sind und /oder besonders schweren
Maschinen können benachbarte Stiele durch Schrägholme untereinander verbunden sein.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung und deren bevorzugte Ausgestaltungen sind
nachstehend
an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert. Es
zeigt: Fig. 1 eine seitliche Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Fundament zum
Abstützen eines Maschinenaggregates; Fig. 2 einen in Fig. 1 mit einem strichpunktierten
Kreis eingerahmten Ausschnitt des Fundamentes gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung;
Fig. 3 eine Befestigungsmöglichkeit eines Stieles gemäß Fig. 2 am Grundrahmen eines
Fundamentes in einer Schnittdarstellung; Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung
einer Variante; Fig. 5 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung der Befestigung eines
Stieles bei einem horizontal verlaufenden Schiffsdeck; Fig. 6 eine Fig. 5 entstrechende
Darstellung bei schräg verlaufendem Deck; Fig. 7 eine Fig. 5 entsprechende Darstellung,
bei welcher unter dem unter dem Stiel liegenden Decksabschnitt eine Schlinge verläuft,
in Richtung des Pfeiles 7 in Fig. 8 gesehen; Fig. 8 eine Fig. 7 entsprechende Darstellung
in Richtung des Pfeiles 8 in Fig. 7 gesehen; Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung
des in Fig.
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8 mit einem strichpunktierten Kreis umrandeten Ausschnittes; Fig.
10 eine seitliche Draufsicht auf ein Fundament zum Abstützen eines Maschinenaggregates
auf dem Deck eines Schiffes; Fig. 11 eine seitliche Draufsicht auf das Fundament
der Fig. 10 in Richtung des Pfeiles 11 in Fig. 10 gesehen; Fig. 12 eine Draufsicht
auf das Fundament der Fig. 10 und 11 in Richtung des Pfeiles 12 in Fig. 11 gesehen;
Fig.
13 eine Variante eines Fundamentes in einer Darstellung gemäß Fig. 10; Fig. 14 eine
Seitenansicht des Fundamentes gemäß Fig. 13 in Richtung des Pfeiles 14 in Fig. 13
gesehen; und Fig. 15 eine Draufsicht auf das Fundament der Fig. 13 und 14 in Richtung
des Pfeiles 15 in Fig. 13.
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Fig. 1 der Zeichnung zeigt in vereinfachter, schematisierter Darstellung
In der Seitenansicht ein im aanzen mt 16 bezeichnetes Fundament zum Abstützen eines
Maschinenaggregates 17, welches mit Abstand a zum Untergrund 18 angeordnet werden
soll.
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Das Fundament 16 besteht aus einem Grundrahmen 19, auf dem die beiden
Maschinen des Maschinenaggregates 17 zueinander ausgerichtet mittels nicht dargestellter
Schrauben und Muttern befestigt sind, sowie aus sechs stelzenartigen Stielen 21,
von denen in Fig. 1 nur drei Stiele 21 ersichtlich sind, da die übrigen drei Stiele
hinter den drei dargestellten Stielen liegen.
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Die Ausbildung und Befestiaung der Stiele 21 am Grundrahmen 19 einerseits
sowie am Untergrund 18 andererseits ist insbesondere aus den Fig. 2 bis 8 erkennbar.
Dabei läßt Fig.
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2 erkennen, daß die Stiele 21 jeweils aus einem Rohrabschnitt 22 mit
dem Durchmesser D sowie aus einer Platte 23 bestehen (linker Teil von Fig. 2). Bei
der im rechten Teil von Fig. 2 dargestellten Variante besteht der Stiel 21 lediglich
aus einem Rohrabschnitt 22.
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Die Befestigung eines Stieles 21 gemäß dem linken Teil von Fig. 2,
also eines Stieles 21 mit angeschweißter Platte 23, kann zweckmäßigerweise auf zwei
Varianten erfolgen, die in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind. Dabei zeigt Fig. 3
eine
Ausbildung, bei welcher in der Platte 23 jeweils eine durch eine an die Unterseite
24 geschweißte Mutter 26 verwirklichte Gewindebohrung vorhanden ist, welche zu einer
Durchgangsbohrung 27 in der Platte 23 sowie zu einerDurchgangsbohrung 28 im Grundrahmen
19 fluchtet, so daß von oben her eine Schraube 29 durch die Durchgangsbohrungen
28 und 27 geführt werden und in die fest an der Platte 23 befestigte Mutter 26 zwecks
Befestigung des Stieles 21 geschraubt werden kann.
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Fig. 4 zeigt eine Variante für die Befestigungsmöglichkeit eines Stieles
21 am Grundrahmen 19 des Fundamentes 16, bei welcher von der Platte 23 des Stieles
21 ein Gewindebolzen 31 nach oben vorsteht, welcher durch entsprechende Durchgangsbohrungen
27 und 28 in der Platte 23 bzw. im Grundrahmen 19 hindurchgeführt ist. Der Gewindebolzen
31 ist durch eine mit ihrem Kopf 32 an die Unterseite 24 der Platte 23 geschweißte
Schraube verwirklicht, deren als Gewindebolzen 31 fungierender Schaft durch die
Bohrungen 27 und 28 nach oben vorsteht, so daß zur Befestigung des Stieles 21 am
Grundrahmen 19 eine Mutter 33 auf den Gewindebolzen 31 aufzuschrauben ist.
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Selbstverständlich können bei den Ausbildungen gemäß Fig.
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3 und 4 irgendwelche Schraubensicherungen wie beispielsweise Kontermuttern,
Federringe o. dgl., vorgesehen sein, die in der Zeichnung der Einfachheit halber
fortgelassen worden sind.
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Bei der Ausbildung des Stieles 21 gemäß dem rechten Teil in Fig. 2
ist der Rohrabschnitt 22 mittels einer Schweißnaht 34 unmittelbar an die Unterseite
36 des Grundrahmens 19 geschweißt. Diese Ausbildung empfiehlt sich jedoch nur dann,
wenn gewisse begrenzte Verwerfungen des Grundrahmens 19, die sich aufgrund des Anschweißens
der Stiele 21 an die Träger des Grundrahmens 19 ergeben, für die Funktionsweise
des
abzustützenden Maschinenaggregates 17 unschädlich sind, was in aller Regel nicht
der Fall ist.
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Fig. 2 läßt erkennen, daß die Befestigung der Stiele 21 des Fundamentes
16 am Untergrund 18, bei dem es sich im vorliegenden Fall um das aus Stahlblech
bestehende Deck eines Schiffes handelt, zweckmäßigerweise durch Anbringen einer
um den- Rohrabschnitt 22 herumlaufenden Schweißnaht 37 verwirklicht wird, wobei
eine zweckmäßige Ausgestaltung dieser Schweißnaht 37 in Fig. 9 erkennbar ist.
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Dabei ist ein solches Verschweißen der Stiele 21 mit dem Deck 18 völlig
problemlos. Die Länge der Schweißnaht ergibt sich aus dem Durchmesser, während sich
die Dicke der Schweißnaht 37 aus der Wandstärke s des betreffenden Rohres 22 ergibt.
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Fig. 5 der Zeichnung läßt erkennen, daß ein Anschweißen der Rohrabschnitte
22 bzw. der Stiele 21 am Deck 18 bei ebenem Deck vollig unproblematisch ist. Doch
bereiten auch selbst größere Unebenheiten des Decks 18 - oder eines anderen entsprechenden
Untergrundes 18 - keinerlei beachtliche Schwierigkeiten, da in derartigen Fällen
der untere Endabschnitt des betreffenden Rohrabschnitts 22 dem Verlauf des Untergrundes
18 durch Abschneiden bzw. Abbrennen eines in Fig. 6 kreuzschraffiert angedeuteten
Abschnittes 38 ohne weiteres angepaßt werden kann.
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Die räumliche Anordnung der Stiele 21 zum Deck 18 und damit zum Grundrahmen
19 erfolgt zweckmäßigerweise stets so, daß der betreffende Stiel 21 im wesentlichen
symmetrisch oberhalb eines Deckbalkens 39 liegt, so daß die betreffende von dem
jeweiligen Stiel 21 auf das Deck 18 ausgeübte Last in optimaler Weise abgefangen
wird. Auf diese Weise ist in aller Regel das Anbringen sogenannter Schlingen, also
zwischen den Decksbalken 39 verlaufenden Querträgern, nicht
erforderlich,
wie dieses bei konventionellen Fundamenten der Fall ist, bei denen die Grundrahmenträger
nicht an den Decksbalken 39 enden, sondern über diese hinausragen, so daß es aus
Festigkeitsgründen nicht zulässig ist,die vorkragenden Enden des Fundamentes einfach
mit dem Deck 18 zu verschweißen. Vielmehr müssen in derartigen Fällen bei der konventionellen
Bauweise derartige Schlingen Vorgesehen werden, mit denen die betreffenden Grundrahmenträger
bzw. die von diesen auf das Deck 18 ausgeübten Belastungen abgefangen werden können.
In Ausnahmefällen ist auch bei dem erfindungsgemäßen Fundament 16 die Anbringung
zusätzlicher Schlingen 41 für den vorhandenen Decksbalken 39 erforderlich, wie dieses
in Fig. 9 angedeutet ist.
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Die Fig. 10, 11 und 12 zeigen in verschiedenen Ansichten ein Fundament
16 für ein nicht dargestelltes Maschinenaggregat 17, welches in Fig. 10 lediglich
durch einen Pfeil angedeutet ist, der zugleich eine Belastung des Fundamentes in
Höhe von 1300 kp darstellen soll. Dabei beträgt die Dicke d des Decks 18 10 mm und
die Länge 1 der Stiele 21 100 mm. Die Rohrabschnitte 22 bestehen aus einem Rohr
der Type 60,3 x 8 mm, bei Schweißnähten von 3,5 mm. Die Stiele 21 sind jeweils unmittelbar
über einem Decksbalken 39 auf der Oberseite des Decks 18 angeordnet, so daß keine
Schlingen erforderlich sind.
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Die Fig. 13 bis 15 zeigen die Ausbildung eines anderen erfindungsgemäß
ausgebildeten Fundamentes für ein in Fig. 14 angedeutetes Maschinenaggregat, welches
aus einer Hauptseekühlwasserpumpe sowie dem zugehörigen Elektromotor besteht.
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Auch hier sind die Rohrabschnitte 22 der Stiele 21 wiederum aus Rohrmaterial
der Type 60,3 x 8 mm ausgebildet und die Schweißnähte sind in gleicher Weise ausgestaltet
wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 10 bis 12. Im Hinblick auf die große
Belastung der Stiele 21 durch ein Gesamtgewicht des Maschinenaggregates 17 und des
Grundrahmens
19 von 4 t und die Stützhöhe H (s. Fig. 14) von 80
cm sind benachbarte Stiele 21 zum Teil noch durch Schrägholme 42 versteift, die
aus Rohrmaterial der Type 48,3 x 5 mm bestehen, wobei wieder eine 3,5 mm Schweißung
vorgesehen ist. Dabei beträgt die Strebenlänge etwa 1 m bzw.
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1,3 m. Wie insbesondere aus Fig. 13 erkennbar ist, sind die Platten
23' bei dieser Ausbildung als U-Träger ausgebildet und decken nicht nur jeweils
den Kopfabschnitt eines Stieles 21 ab, sondern verbinden zwei einander gegenüberliegende
Stiele 21, wie insbesondere aus den Fig. 14 und 15 erkennbar ist.
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Das erfindungsgemäße Fundament 16 gestattet es nicht nur, daß es an
Ort und Stelle fertig montiert wird, und daß danach das betreffende Maschinenaggregat
17 auf dem Grundrahmen 19 montiert wird, sondern in vorteilhafter Weise darüber
hinaus auch, daß das Maschinenaggregat 17 bereits beim Aggregatlieferant fertig
ausgerichtet auf den Grundrahmen 19 angeordnet wird, wobei dann das Aggregat 17
zusammen mit dem Grundrahmen 19 angeliefert und mittels eines in Fig. 1 durch ein
Seilgehänge 43 angedeuteten Hebezeuges an den Ort der Montage gebracht wird, an
dem dann nur noch die Stiele 21 an der Unterseite des Grundrahmens 19 zu befestigen
sind und das fertige Fundament 16 dann auf den Untergrund, im Falle eines Schiffes
also auf das Deck 18, aufzuschweißen ist.
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Darüber hinaus gestattet das erfindungsgemäße Fundament eine einfache
Reinigung und Konservierung, da im Bereich der Stiele 21 keine im wesentlichen geschlossenen
bzw. unzugänglichen Räume, Ecken und Kanten entstehen. Vielmehr ist unter dem betreffenden
Aggregat 17 bzw. dem Fundament 16 erheblich mehr Freiraum vorhanden als bei konventionellen
Fundamenten.
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Die einfache und besonders zweckmäßige Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen
Fundamentes 16 gestattet darüber hinaus nicht nur eine Lagerhaltung von Fundamenten
16 bzw. Stielen 21 sondern auch eine Beschränkung auf wenige Grundtypen und damit
eine Standardisierung, die erheblich zur Kostensenkung beiträgt. Dabei kann die
Fertigung der Stiele 21 auf engstem Raume geschehen, da die Rohrabschnitte 22 bzw.
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Vollprofilabschnitte und gegebenenfalls die Platten 23 bzw. 23' geringe
Dimensionen aufweisen.
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Gegenüber der konventionellen Bauweise ergeben sich ganz erhebliche
Kosteneinsparungen und zwar nicht nur aus den bereits genannten Gründen, sondern
vor allem auch deshalb, weil praktisch keine wesentlichen Konstruktionsstunden mehr
in die Herstellungskosten eingehen , die bekanntlich bei der konventionellen Bauweise
bis zu 60 e der Herstellungskosten des Fundamentes ausmachen können.
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Darüber hinaus ist im Vergleich zu den eingangs beschriebenen konventionellen
Fundamenten eine Materialeinsparung in Hohe von etwa 85 % zu erzielen. Etwa die
gleiche Größenordnung, also eine Einsparung von etwa 85 %, ergibt sich bezüglich
der Personalkosten, da die Schweißzeiten ganz erheblich geringer sind als bei den
konventionellen Bauweisen. Nicht zuletzt ergibt sich eine weitere wesentliche Ersparnis
dadurch, daß erheblich weniger Unterbau (Schlingen) erforderlich ist als bei der
konventionellen Bauweise, wobei darauf hinzuweisen ist, daß dieser bei der konventionellen
Bauweise erforderliche Unterbau bis zu 50 % und mehr der Gesamtkosten eines Fundamentes
ausmachen kann.
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Fundament für Maschinen, insbesondere Hilfsmaschinen auf Schiffen
BEZUGSZEICHENLISTE (LIST OF REFERENCE NUMERALS) 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8
9 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 Fundament 16 17 Maschinenaggregat 17
18 Untergrund (= Schiffsdeck) 18 19 Grundrahmen (von 16) 19 20 - 20 21 Stiele 21
22 Rohrabschnitt (von 21) 22 23, 23' Platte (von 21) 23 24 Unterseite (von 23) 24
25 - 25 Mutter (für 29) 26 27 Durchgangsbohrung (in 23; für 29) 27 28 Durchgangsbohrung
(in 19: für 29) 28 29 Schraube 29 30 - 30
31 Gewindebolzen 31 32
KoDf (von 31) 32 33 Mutter 33 34 Schweißnaht 34 35 - 35 36 Unterseite (von 19) 36
37 Schweißnaht 37 38 Abschnitt (von 22) (Fig. 6) 38 39 Decksbalken 39 40 - 40 41
Schlingen 41 42 Schragholme 42 43 Seilgehange 43 44 44 45 45 46 46 47 47 48 48 49
49 50 50 51 51 52 52 53 53 54 54 55 55 56 56 57 57 58 58 59 59 60 60 61 61 62 62
63 63 64 64 65 65
L e e r s e i t e