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Einrichtung zur Montage und Demontage von Bauteilen eines
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Schi ffmotors Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Montage
und Demontage von Bauteilen eines in eir.em Schiff eingebauten Antriebsmotors, insbesondere
eines Dieselmotors.
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Bisher wurden auf Schiffen die Wartungsarbeiten am Antriebsmotor,
wie das Auswechseln von Kolben und Zylindereinsätzen, das Montieren und Demontieren
von Zylinderdeckeln sowie von hydraulischen Spannvorrichtungen für die Zylinderdeckelschrau
ben, mittels Seilzugkränen bewerkstelligt. Bei solchen Kränen sind die Lastaufnahmemittel
freihängend, was den Nachteil hat, dass bei Seegang die recht schweren und sehr
teueren Bauteile des Motors nur unter grossem Risiko bewegt werden können. Zudem
benötigen solche Kräne viel Raum, der bei modernen Schiffen, wie z. B. Container-Schiffen
und Roll-0n/Roll-Off-Schiffen nicht vorhanden ist. Bei -solchen- Schiffen ist der
Laderaum mehrstockig und befindet sich auch unter den Aufbauten sowie über dem Motor.
Ausserdem eignen- sich Seilzugkräne nicht für Wartungsarbeiten an V-Motoren, weil
die oben genannten ein und auszubauenden Bauteile solcher Motoren schräg zur Vertikalen
stehen0 Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art
zu schaffen, die im Schiff untergebracht werden kann und mit der bei guter Betriebssicherheit
die oben genannten Wartungsarbeiten ohne Seilzugkräne ausgeführt werden kann nen.
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Eine Einrichtung zur Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch
einen Fahrrahmen, der auf einer Bühne des Motors in dessen Längsrichtung bewegbar
und in vorbestimmten Stellungen feststellbar ist, einen am Fahrrahmen angelenkten
Hubmast, der um eine zur Längsrichtung des Motors parallele Achse schwenkbar und
in vorbestimmten Winkelstellungen feststellbar ist, einen am Hubmast verschiebbar
geführten Lastträger, der quer zur Längsrichtung des Motors über diesen ragt und
in vorbestimmten Stellungen am Hubmast feststellbar ist, weiter durch einen am Lastträger
verschiebbar geführten Lastarm, der in vorbestimmten Stellungen feststellbar ists
und durch einen am Lastarm vorgesehenen Aufnahmeteil zum Aufnehmen mindestens einer
Vorrichtung, die für die Montage und Demontage der Bauteile des Motors ausgebildet
ist.
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Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemässen Einrichtung besteht
darin, dass es keiner freihängenden Lastaufnahmemittel mehr, wie bei Seilzugkränen,
bedarf; vielmehr sind sie allseitig geführt und gehalten, wodurch sich die Betriebssicherheit
erhöht. Die Bauteile des Motors können auch bei Seegang ohne besonderes Risiko ein-
und ausgebaut werden. Wegen des geringen Raumbedarfs der neuen Einrichtung lässt
sie sich mit Vorteil auf modernen Schiffen, z. B. Container- und Ro/Ro-Schiffen
verwenden. Die Einrichtung ist bei Reihenmotoren wie auch bei V-Motoren anwendbar,
da der Hubmast schwenkbar und in geneigten Stellungen, entsprechend der Neigung
der Zylinderachse bei V-Motoren, feststellbar ist.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein den Hubmast
umgebender Schwenkrahmen mit zwei U-förmigen Rahmenteilen vorgesehen. Der dem Motor
abgewendete Rahmenteil ist um eine relativ zum Hubmast feststehende zur Längsrichtung
des Motosparallele Achse frei schwenkbar und weist zwei Schenkel auf, die quer zur
Längsrichtung des Motors ragen. Die beiden U-Schenkel des dem Motor zugewendeten
Rahmenteiles sind mit den Schenkeln des erstgenannten Rahmenteiles im Eingriff
und
beide Rahmenteile gegeneinander verschiebbar geführt sowie in vorbestimmten Stellungen
feststellbar. Am dem Motor zugewendeten Rahmenteil ist eine zweiteilige Halteschale
lösbar angelenkt, die zum Halten der Kolbenstange des auszubauenden Kolbens ausgebildet
ist und beim Ausbauen die Funktion erfüllt, den Kolben vorerst vertikal zu halten
und ihn dann, nach dem Zurückneigen des Hubmastes, hochzuschwenken, damit seine
Stange frei über die benachbarten Zylinderdeckel des Motors verfahren werden kann.
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Ein am Fahrrahmen montiertes Fahrwerk enthält vorzugsweise einen Kettenzahnradantrieb.
Kettenzahnräder dieses Antriebs greifen in Je eine in den Fahrschienen der Bühne
untergebrachte, in deren Längsrichtung gespannte Bolzenkette. Die Kettenzahnräder
werden von einem auf den Fahrrahmen angeordneten Fahrmotor angetrieben und verschieben
während ihrer Drehung den Fahrrahmen längs den Fahrschienen. Die Bolzenketten passen
sich gut etwaigen Warmedehnungen des Motors in dessen Längsrichtung an, so dass
trotz der Wärmedehnungen ein exaktes Verfahren und Positionieren des Fahrrahmens
auf der Bühne ermöglicht wird.
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Das Festklemmen des Fahrrahmens geschieht vorzugsweise dadurch, dass
die Fahrschienen bei den vorbestimmten Stellen Positionsbohrungen aufweisen und
der Fahrrahmen mit den Positionsbohrungen zum Fluchten bringbare, konische Arretierungszapfen
aufweist. Durch Betätigen von zwei Betätigungsorganen, je einem pro Fahrschiene,
können die Arretierungszapfen in die ihnen zugeordneten Positionsbohrungen gesteckt
werden. Damit kann der Fahrrahmen in seinen vorbestimmten Stellungen formschlüssig
blockiert werden.
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Die anderen zu bewegenden Teile der Einrichtung, d. h. der Hubmast,
der Lastträger, der Lastarm und der dem Motor zugewendete Rahmenteil, können vorteilhaft
mittels hydraulischer Kolben-Zylinder-Aggregate bewegt werden.
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Zweckmässig ist eine die Bewegungen der Einrichtung steuernde Steuervorrichtung
vorgesehen, die Endschalter zur selbsttätigen Signalisierung vorbestimmter Kolbenstellungen
und eine Steuerungslogik zur folgerichtigen Steuerung der Bewegungen und zur Verriegelung
derselben gegeneinander aufweist. Die Einleitung der Bewegungen kann dabei durch
Betätigen von Druckknöpfen auf einem Steuertableau auf einfache Weise bewerkstelligt
werden. Zudem kann am Fahrrahmen ein Magnetventilblock mit Nothandbetätigung vorgesehen
sein, über den die Bewegungen unter Umgebung der Steuervorrichtung manuell gesteuert
werden können.
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Am Aufnahmeteil des Lastarms und am Hubmast sind Vorrichtungen zur
Montage und Demontage von Zylinderdeckeln, Arbeitskolben und Zylindereinsätzen,
sowie eine Vorrichtung zur Montage und Demontage einer Spannvorrichtung, montierbar.
Einige dieser, am Aufnahmeteil montierbarer Vorrichtungen sind zum Ausgleich möglicher
Ausrichtungsfehler am Aufnahmeteil seitlich beweglich angelenkt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemässen
Einrichtung, Fig. 2 eine Vorderansicht der Einrichtung, Figv 3 die Einrichtung nach
Fig. 1, mit daran angebrachter Vorrichtung zur Montage und Demontage einer hydraulischen
Spannvorrichtung, Fig. 3a eine Draufsicht auf ein Stützelement für die Spannvorrichtung,
Fig. 4 die Einrichtung nach Fig. 1, mit daran angebrachter Vorrichtung zur Montage
und Demontage eines Zylinderdeckels, Fig. 5 die Einrichtung nach Fig. 1, mit daran
angebrachter Vorrichtung zur Montage und Demontage eines Arbeitskolbens des Motors,
Fig.
5a die Einrichtung nach Fig. 5 in zuruckgeneigter Endstellung des Hubmastes, Fig.
6 die Einrichtung nach Fig. 1, mit daran angebrachter Vorrichtung zur Montage und
Demontage eines Zylindereinsatzes, Fig. 6a eine Draufsicht auf ein Stützelement
für den Zylinder einsatz und Fig. 6b eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäss
Fig. 6.
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Die Einrichtung nach Fig. 1 und 2 weist einen Fahrrahmen 1, einen
Hubmast 2, einen Lastträger 3 und einen Lastarm 4 mit einem Aufnahmeteil 5 auf.
Der Fahrrahmen 1 ist auf zwei Fahrschienen 7 bewegbar, die auf einer Bühne 6 befestigt
sind, die sich senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 erstreckt und in Längsrichtung
des nicht dargestellten Motors auf der Höhe der Zylindereinsätze verläuft. Mit Hilfe
zweier Handräder 10 und 11 lässt sich der Fahrrahmen 1 auf den Fahrschienen 7 in
vorbestimmten Stellungen sichern.-Diese Stellungen sind durch eine Grundstellung,
die ausserhalb der Zylinderreihe liegt, sowie durch eine der Zylinderzahl entsprechende
Zahl von Betriebsstellungen bestimmt. Zum Bewegen des Fahrrahmens 1 auf den Fahrschienen
7 ist ein Fahrwerk vorgesehen, dass einen mit einer Motorbremse ausgerüsteten und
für zwei Drehzahlen ausgelegten Fahrmotor 23 aufweist, der auf dem Fahrrahmen 1
angeordnet ist. Der Fahrrahmen 1 kann dementsprechend mit zwei Geschwindigkeiten
gefahren werden, einem Schnellg;ang zu seiner Grobverstellung und einem Feingang
zu seiner genauen Positionierung. Das Fahrwerk weist ferner vom Fahrmotor 23 über
ein Getriebe 51, eine Welle 52 und nicht näher dargestellte Kettentriebe angetriebene
Kettenräder 53 auf, die in Bolzenketten 54 eingreifen, von denen je eine am unteren
Flansch der U-Profil aufweisenden Fahrschienen 7 angeordnet ist. Die Bolzenketten
54 erstrecken sich über die ganze Länge der Fahrschiene 7 und sind in Abständen
an einigen ihrer aussen liegenden Laschen mit dem benachbarten Steg des betreffenden
U-Profils durch Schrauben verbunden. Die Fahrschienen 7 weisen im Bereich
der
vorbestimmten Stellungen des Fahrrahmens 1 nicht dargestellte Positionsbohrungen
und der Fahrrahmen 1 ebenfalls nicht dargestellte, dazu passende schwach konische
Arretierungszapfen auf. Diese Zapfen werden beim In-Stellung-fahren der Einrichtung
mit den Positionsbohrungen zum Fluchten gebracht und dann mittels den Handrädern
10 und 11 in die Positionsbohrungen geschoben, so dass der Fahrrahmen in der jeweiligen
Stellung blockiert ist.
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Der Hubmast 2 weist einen Rahmen auf, der aus zwei Längsträgern 8
und mehreren, die Längsträger 8 verbindenden Querträgern 9 besteht. Er ist um eine
am Fahrrahmen 1 gelagerte Achse 12 schwenkbar angeordnet und in der in der Fig.
1 gezeichneten vertikalen Endstellung wie auch in der in Fig. 1 strichpunktiert
angedeuteten Endstellung feststellbar. Das Verschwenken geschieht mittels zweier
hydaulischer Kolben-Zylinder-Aggregate 14, die einerseits beidseitig des Hubmastes
2 an diesem und andererseits am Fahrrahmen 1 angelenkt sind.
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Der Lastträger 3 ist zwischen den Längsträgern 8 des Hubmastes 2 in
dessen Längsrichtung verschiebbar geführt und weist ein Führungsschienenpaar 3'
auf, dass über den Motor ragt und den Lastarm 4 aufnimmt. Der Lastträger 3 ist in
Längsrichtung des Hubmastes 2 in einer oberen und einer unteren Endstellung feststellbar.
Die Auf- und Abbewegung des Lastträgers 3 wird durch ein zwischen den beiden Längsträgern
8 angeordnetes hydraulisches Kolben-Zylinder-Aggregat 15 bewerkstelligt, dessen
eines Ende am untersten Querträger 9 des Hubmastes 2 befestigt ist und dessen anderes
Ende über einen als Flaschenzug ausgebildeten Kettenaufzug 16 mit dem Lastträger
3 verbunden ist.
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Mittels dieses, an sich bekannten Aufzugs wird erreicht, dass die
Verschiebung des Lastträgers 3 längs des Hubmastes 2 gleich der zweifachen Verschiebung
des Hydraulikkolbens ist.
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Der Lastarm 4 mit einem an seinem motorseitigen Ende ausgebildeten
Aufnahmeteil 5 ist in Längsrichtung des Führungsschienenpaares 3' des Lastträgers
3 verschiebbar und in seinen zwei Endstellungen feststellbar. Die Verschiebung des
Armes 4 ist mittels eines hydraulischen Kolben-Zylinder-Aggregates 50 (Fig. 2) bewerkstelligt,
dessen eines Ende am Lastträger 3 und dessen anderes Ende am Lastarm 4 angelenkt
ist. Der Aufnahmeteil 5 ist nach Art einer Oese ausgebildet, die der Anlenkung verschiedener
Montagevorrichtungen dient, die weiter unten beschrieben werden.
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Der Hubmast 2 ist von einem Schwenkrahmen 17 umgeben, der aus zwei
im Grundriss U-förmigen Rahmenteilen besteht, nämlich dem * dem Motor zugewendeten
Rahmenteil 18'. Der Rahmen 17 ist zusammen mit dem Hubmast 2um dessenAchse 12 bewegbar
und ausserdem um eine relativ zum Hubmast 2 feststehende Achse 19 frei schwenkbar.
Die beiden U-Schenkel der Rahmenteile 18 und 18' sind so ineinander geführt, dass
bei gleichbleibenden Abstand des Rahmenteils 18 zum Hubmast 2 der Rahmenteil 18'
seinen Abstand zum Hubmast 2 - ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten Stellung -
vergrössern kann. Dieses Verändern der Rahmengrösse wird durch zwei parallel zu
den U-Schenkeln angeordnete, Kolben-Zylinder-Aggregate 20 bewirkt. Die Zylinder
der beiden Aggregate 20 sind am Rahmenteil 18 und die Kolbenstangen am Rahmenteil
18' angelenkt. Die die beiden U-Schenkel des Rahmenteils 18' verbindende Traverse
13 ist lösbar mit diesen Schenkeln verbunden.
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Der Hubmast 2 weist noch an den äusseren Seitenflächen seiner Längsträger
8 angebrachte Platten 21 auf, in denen drei Gruppen von Gewindebohrungen 22, 22'
und 22" vorgesehen sind, die zur lösbaren Befestigung von Stützelementen dienen,
die mit den verschiedenen noch zu beschreibenden Montagevorrichtungen zusammenwirken.
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* dem Motor abgewendeten Rahmenteil 18 und dem
Auf
dem Fahrrahmen 1 ist ferner ein Pumpenmotor 24 und ein Oelbehälter 25 mit Pumpe
vorgesehen, die zur Versorgung der Kolben-Zylinder-Aggregate 14, 15, 20 und 50 mit
Drucköl dient.
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Ausserdem ist auf dem Fahrrahmen eine Steuervorrichtung zur Steuerung
der Bewegungen der Einrichtung angeordnet. Zur Steuervorrichtunggehören ein Steuerschrank
27, der eine Steuerlogik zur folgerichtigen Steuerung der verschiedenen Bewegungen
und zur gegenseitigen Verriegelung enthält, sowie ein Steuertableau 29 mit Druckknöpfen
zum Einleiten der Bewegungsabläufe. Am Fahrrahmen 1 ist auch ein Magnetventilblock
28 mit Nothandbetätigung angeordnet, um unter gleichzeitiger Umgehung der Steuerlogik
manuell die besagten Bewegungen steuern zu können.
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Schliesslich ist auf dem Fahrrahmen 1 eine drehbar gelagerte Kabeltrommel
30 angebracht, auf der Kabel zur elektrischen Versorgung der Einrichtung aufgewickelt
sind.
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Gemäss Fig. 3 ist am Aufnahmeteil 5 des Lastarms 4 eine Vorrichtung
31 zur Montage einer hydraulischen Spannvorrichtung angelenkt, die zum Festschrauben
und Lösen der Befestigungsschrauben für einen Zylinderdeckel dient. Die Spannvorrichtung
wird am unteren Ende der Vorrichtung 31 angehängt; zu dieser gehören zwei Stützelemente
32, die beidseitig des Hubmastes 2 an Je einer der Platten 21 im Bereich der Gewindelöcher
22 angeschraubt sind und die Spannvorrichtung in ihrer vom Zylinderdeckel abgehobenen
Stellung seitlich stützen. Gemäss Fig. 3a besteht ein Stützelement 32 aus einer
Stange 35, die an ihrem rechten Ende Befestigungslappen 36 aufweist, die an der
Platte 21 anliegen. Am linken Ende geht die Stange 35 in eine Platte 38 über, an
der ein gabelförmiger Teil 39 befestigt, in den sich der Rand der Spannvorrichtung
legt.
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Zum Inbetriebstellen der Spannvorrichtung wird zunächst der Lastarm
4 mittels des Aggregates 50 nach aussen bewegt, wobei sich die Spannvorrichtung
aus den beiden Stützelementen 32 löst, und dann der Lastträger 3 mittels des Aggregates
15 nach unten bewegt, bis die Spannvorrichtung auf den Zylinderdeckelschrauben
aufsitzt.
Danach wird letztere in bekannter Weise mit diesen Schrauben in Wirkungsverbindung
gebracht.
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Gemäss Fig. 4 ist eine Vorrichtung 33 zur Montage und Demontage eines
Zylinderdeckels am Aufnahmeteil 5 des Lastarmes 4 angelenkt. Zu ihr gehören zwei
Stützelemente 34, die beidseitig des Hubmastes 2 an den Platten 21 im Bereich der
Gewindelöcher 22' angeschiaibtsind.Der im Umriss gezeigte Zylinderdeckel wird am
unteren Ende der Vorrichtung 33 angehängt und in seiner abgehobenen Stellung stützt
er sich seitlich an den Stützelementen 34 ab. Diese Elemente sind im Prinzip gleich
ausgebildet wie die Stützelemente 32, nur kräftiger und ohne gabelförmigen Teil
39. Zum Montieren des Zylinderdeckels wird die Aufhängevorrichtung 33 mit dem Deckel
daran vorerst nach aussen bewegt durch entsprechendes Verschieben des Lastarms 4
bis die Achse des Deckels mit der Zylinderachse fluchtet, und anschliessend wird
der Lastträger 3 nach unten bewegt, bis der Zylinderdeckel auf dem Zylindereinsatz
aufsitzt. Nach Lösen der Vorrichtung 33 vom Zylinderdeckel, wird derLastträger 3
aufwärts bewegt und dann der Lastarm 4 in die rechte Stellung zurückbewegt.
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Gemäss Fig. 5 ist eine Vorrichtung 35 zur Montage und Demontage eines
Arbeitskolbens vorgesehen, die am Aufnahmeteil 5 des Lastarmes 4 seitlich beweglich
angelenkt ist und an dem auszubauenden Kolben über mehrere, in dessen Stirnfläche
einzudrehende Schrauben befestigt wird. Eine zweiteilige Halteschale 37 ist an der
Traverse 13 des dem Motor zugewendeten Rahmenteils 18' um eine zur Längsachse des
Motor parallele Achse leicht schwenkbar angebracht und zum Festhalten der Kolbenstange
während der Montage- und Demontagebewegungen des Kolbens ausgebildet ist.
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Zum Ausbauen des Kolbens wird die Aufhängevorrichtung 35 mittels des
Lastarms 4 aus der in der Fig, 5 gezeigten Stellung nach aussen bis in eine mit
der Kolbenachse fluchtende Stellung bewegt und nach Absenken des Lastträgers 3 auf
dem Kolben befestigt.
Anschliessend wird der Lastträger 3 in seine
obere Endstellung bewegt, und die Traverse 13 mit der daran befindlichen, dem Hubmast
2 zugewendeten Hälfte 44 der Halteschale 37 an den Schwenkrahmen 17 montiert. Danach
wird der Lastarm 4 zurückgezogen und die andere Hälfte 45 der Halteschale 37 um
die Kolbenstange gelegt und mit der erstgenannten Hälfte 44 verbunden. -Daraufhin
wird der Hubmast 2 um die Achse 12 in seine zurückgeneigte Lage verschwenkt. Dann
wird der Rahmenteil 18' mit der Halteschale 37 daran mittels der Aggregate 20 hochgefahren,
so dass sich in Fig. 5a dargestellte Lage ergibt, in der der Kolben 36 mit der Kolbenstange
36' frei über die benachbarten Zylinder hinweg verfahren werden kann.
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Gemäss Fig. 6 ist eine Vorrichtung 40 zur Montage und Demontage eines
Zylindereinsatzes vorgesehen, die - wie die Vorrichtung 35 in Fig. 5 - seitlich
beweglich am Aufnahmeteil 5 des Lastarmes 4 angelenkt ist. Ein Stützelement 49 ist
an den Platten 21 des Hubmastes 2 im Bereich der Gewindelöcher 22'* punktiert befestigt
und dient zur Abstützung desstrich-/gezeigten, ausgebauten Zylindereinsatzes. Die
Aufhängevorrichtung 40 besteht aus einem oberen Führungsteil 46 der in den oberen
Bereich des Zylindereinsatzes hineinragt, und einen unteren Teil 41 der kreuzförmiE
ausEebildet ist und vier Flügel aufweist Flügel Die beiden unter den Führungsteilen
46 befindlichen/sind als Führung für den unteren Bereich des Zylindereinsatzes ausgebildet
und in den beiden anderen Flügeln ist Je eine Stange 42 mit am unteren Ende angebrachtem
Exzenter 42' gelagert, die mittels den Stangen 42 verdrehbar sind. Die beiden Exzenter
42' greifen in ausgeschwenktem Zustand unter die untere Stirnfläche des Zylindereinsatzes
und halten diesen dadurch fest. Zum Einfahren der Vorrichtung 40 in den Zylindereinsatz
sind die Exzenter 42' nach innen geschwenkt. Für die Schwenkbewegungen dienen am
oberen Ende der Stangen42 angebrachte Griffe 43.
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Zum Ausbauen des Zylindereinsatzes wird die Aufhängevorrichtung 40
mittels des Lastarmes 4 aus der in Fig. 6 gezeigten Stellung nach aussen in eine
mit der Zylinderachse ausgerichtete Stellung bewegt und anschliessend durch Senken
des Lastträgers 3 in den Zylindereinsatz abgesenkt. Durch Verdrehen der Stangen
42 mittels den Griffen 43 werden die Exzenter 42' unter die untere Stirnfläche des
Zylindereinsatzes gebracht.
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Der Lastträger 3 wird dann in seine obere Endstellung gefahren und
dabei der Zylindereinsatz aus dem Motor herausgehoben.
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Daraufhin wird der Lastarm 4 zusammen mit der Vorrichtung 40 dem daran
hängenden Zylindereinsatz in die in Fig. 6 gezeigte Stellung zurückgefahren, wonach
der Hubmast 2 und die Last um die Schwenkachse 12 in die zuriickgeneigte Stellung
verschwenkt werden.
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Mit 26 sind Endschalter bezeichnet, die beim Berührten durch den zugehörigen
bewegten Teil Steuersignale auslösen, die auf die Druckölzufuhr zum zugehörigen
Kolben-Zylinder-Aggregat oder auf die Stromzufuhr zum Fahrmotor 23 wirken, so dass
der betreffende Teil in der dann erreichten Endstellung stehen bleibt.