DE4112991C2 - Vorrichtung zum Positionieren einer Baugruppe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Posi­ tionieren einer Baugruppe in einer nicht ohne weiteres zugänglichen Betriebslage.

Derartige Vorrichtungen sind erforderlich, wenn ein Gerät beispielsweise in einem Behälter oder unter Wasser in eine bestimmte Lage gebracht und dort in allen Richtungen mit Ausnahme entgegen der Einbringrichtung fixiert werden soll. So gibt es beispielsweise in der chemischen Indu­ strie und in Abwasserreinigungsanlagen Flüssigkeitsbehäl­ ter mit einem Tauchgerät zum Umwälzen und Durchmischen der Flüssigkeit. Das Mischen kann zwar mit Hilfe eines externen, über eine Welle mit dem Mischgerät verbundenen Antriebs geschehen. Gebräuchlich sind jedoch mit einem flüssigkeitsdicht gekapselten Motor versehene Mischgeräte mit großformatigen Mischwerkzeugen beispielsweise in Ge­ stalt eines oder mehrerer Propeller.

Da die Geräte häufig nicht ohne weiteres zugänglich sind, weil ein Ablassen der Flüssigkeit nicht möglich ist, las­ sen sich Wartungs- und Reparaturarbeiten nur außerhalb des Flüssigkeitsbehälters durchführen. Das verhindert eine feste und damit dauerhaft lagegerechte Anordnung des Geräts im Behälter und macht die Verwendung eines bis in die Flüssigkeit hineinreichenden oder auch dort fest in­ stallierten Gestells mit Schienen für einen das Umwälz- und Mischgerät tragenden Schlitten erforderlich, mit dessen Hilfe sich das Gerät bis zu einem seine Betriebs­ lage bestimmenden Anschlag verfahren läßt.

Mit einer derartigen Vorrichtung läßt sich das Gerät zwar mühelos in die Flüssigkeit einbringen und auch wieder herausholen. Probleme ergeben sich jedoch in der Be­ triebslage, weil das Gerät dort unter Fremdeinwirkung, beispielsweise aufgrund einer Bewegung der Flüssigkeit, steht. Eine derartige Fremdeinwirkung ergibt sich alleine schon daraus, daß die Flüssigkeit umgewälzt wird. Weitere Ursachen können eine Flüssigkeitsströmung und das Einbla­ sen von Spül- oder Mischgasen sein. Da es sich bei diesen Fremdeinwirkungen nicht um nach Richtung und Größe kon­ stante Größen handelt, unterliegt das Gerät und damit auch der Führungsschlitten einer ständigen Wechselbean­ spruchung. Dies führt zu Schwierigkeiten, weil sich der Schlitten nicht toleranzfrei auf den Schienen führen läßt und demzufolge beide in situ eine tanzende oder schwin­ gende Bewegung vollführen. Betriebsversuche haben ge­ zeigt, daß sich die Baueinheit aus Gerät und Schlitten je Propellerumdrehung bis zu zweimal hin und her bewegt. Dieser Dauerwechselbeanspruchung sind nur besonders hoch­ wertige Werkstoffe gewachsen, nicht aber die üblicher­ weise zur Verwendung kommenden normalen Edelstähle, bei denen die oszillierende Bewegung mit der Zeit zu Brüchen am Schlitten oder am Gestell führt. Dies gilt selbst dann, wenn der Schlitten weitestgehend toleranzfrei im Gestell geführt ist.

Der Versuch, solche Brüche durch die Anordnung von Gummi­ puffern zwischen dem Schlitten und seiner Führung bzw. im Gestell oder mit Hilfe eines kunststoffbeschichteten Füh­ rungsschlittens zu vermeiden, haben nicht zum Erfolg ge­ führt und nur eine erhebliche Kostensteigerung mit sich gebracht.

In der Hauszeitschrift ITT Fluid Technology Corporation "Pump Talk", Volume 9, No. 4, 1989, ist ein Mischgerät beschrieben, das die vorerwähnten Nachteile aufweist.

Bei diesem Mischgerät sind konische Gummipuffer zwischen dem Schlitten und den Führungsrohren angeordnet, die in der Arbeitsstellung durch Spannvorrichtungen gegen die Führungsrohre gezogen werden und dadurch das Mischgerät an den Rohren halten, um so einen direkten metallischen Kontakt zwischen dem Schlitten und den Rohren zu vermei­ den. Gleichzeitig soll das Eindringen von Schmutz an den Berührungsstellen verhindert werden.

Die Konstruktion dieser Vorrichtung ist aufwendig; sie erfordert ein Verspannen in der Arbeitsposition und ein Lösen, wenn das Mischgerät zum Überprüfen oder zur Repa­ ratur angehoben werden soll. Hinzu kommt, daß die koni­ schen Gummipuffer und die dazugehörigen Spannelemente einseitig offen sein müssen, damit sich das Mischgerät entlang den Rohrführungen bewegen läßt. Dies erfordert eine besonders stabile Ausführung der Spannvorrichtung und führt zu einer einseitigen Beanspruchung der Gummi­ puffer, die dadurch einem schnellen Verschleiß unterlie­ gen.

Aus der deutschen Patentschrift 30 18 651 C2 ist des weite­ ren eine Vorrichtung zum Fixieren der gegenseitigen Lage zweier Bauteile bekannt, jedoch handelt es sich hier um ebene Flächen der Bauteile, die durch zwei Paßstifte po­ sitioniert werden. Hierbei ergibt sich das Problem, daß die Materialien der Bauteile formstabil sind, sowie die Abstände der Paßstifte und Paßbohrungen hoch genau sein müssen, es sei denn, es wird eines der Aufnahmelöcher als Langloch ausgebildet. Mit der bekannten Vorrichtung soll nun eine Verbesserung dahingehend erreicht werden, daß die beiden Löcher für die Paßstifte eingegossen sind und das eine Loch mehrere ebene Seitenflächen, d. h. einen mehreckigen Querschnitt besitzt, so daß der Paßstift, der einen größeren Durchmesser als der Abstand der ebenen Seitenfläche besitzt, das Material zu den Ecken des Lo­ ches und zu den freien Räumen an den Enden des Langlochs verdrängt. Eine solche Lösung ist möglich, wenn die Bau­ teile im Druckgußverfahren hergestellt und die Löcher eingegossen werden. Das Positionieren durch die Paßstifte dient in diesem Fall aber nicht zum Aufnehmen von Kräf­ ten, insbesondere nicht von Schwingungskräften, da die Bauteile im übrigen mit den Schrauben aneinander fixiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zum Positionieren zu schaffen, die es erlaubt, eine in ihrer Betriebslage nicht einsehbare und nicht zugäng­ liche Baugruppe, beispielsweise ein Unterwassermischge­ rät, lagegerecht zu positionieren und zu halten sowie zu Schäden führende Geräte- und Schlittenbewegungen zu ver­ meiden, ohne daß es erforderlich ist, die Vorrichtung zum lagegerechten Positionieren zu verspannen und zum Entfer­ nen aus der Betriebslage zu lösen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1, nämlich einem schienengeführten Schlitten zur Aufnahme der Bau­ gruppe, einem die Betriebslage der Baugruppe bestimmenden Anschlag für den Schlitten, eine zweiteilige Steckver­ bindung aus in komplementäre Ausnehmungen eingreifenden Vorsprüngen, wobei ein Element aus einem formstabilen und das andere Element aus einem nachgiebigen Werkstoff be­ steht und die Steckverbindung eine spielfreie Betriebs­ lage mit lediglich einem Freiheitsgrad zwischen dem Schlitten und dem Anschlag gewährleistet.

Eine derartige Steckverbindung erlaubt das Einfahren des Schlittens mit der Baugruppe in die Betriebslage und ein Herausfahren in der entgegengesetzten Richtung, führt aber im übrigen zu einem fünfseitigen toleranzfreien Formschluß sowie in Richtung der Schwerkraft zu einem Kraftschluß zwischen den beiden komplementären Elementen der Steckverbindung. Die zweiteilige Steckverbindung aus einem nachgiebigen und aus einem formstabilen Werkstoff erlaubt ein sanftes Einbringen in die Betriebslage und führt zu einer gewissen Pufferung, die sich vorteilhaft auf die Stabilität der Betriebslage auswirkt.

Besonders geeignet ist eine Steckverbindung aus minde­ stens zwei in komplementäre Ausnehmungen eingreifenden, beispielsweise kegelförmigen Dornen, die in der Betriebs­ lage mit Ausnahme ihrer Basis allseitig in gegenseitiger Berührung mit ihren Ausnehmungen stehen, wobei die Steck­ verbindungen in zwei Ebenen angeordnet sein können.

Da der jeweils ein Element der Steckverbindung tragende Anschlag an dem Gestell angeordnet ist und nur über die Steckverbindungen mit dem Schlitten verbunden ist, wird der Schlitten so praktisch allein von den Steckverbindun­ gen getragen, so daß es in der Betriebslage nicht zu einer Schlittenbewegung kommen kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren er­ läutert.

Ein in seinen Einzelheiten nicht dargestelltes Gestell besitzt Führungsschienen 1, 2 in Gestalt von Vierkantroh­ ren, auf denen ein Schlitten 3 mit einem Umwälzaggregat aus einem Antrieb 4 und einem Propeller 5 gelagert ist. Der Führungsschlitten 3 umgreift die beiden Schienen 1, 2 und besitzt einen Bügel 6 mit einer Öse 7, an der ein Zug­ seil 8 angreift.

Mit Hilfe des Zugseils 8 läßt sich der Schlitten 3 auf Schienen 1, 2 bis zu einem als Anschlag fungierenden Quer­ riegel 9 des Gestells verfahren, der die Arbeitslage der Baueinheit aus Schlitten 3 und dem Umwälzaggregat 4, 5 bestimmt. Um diese Baueinheit lagegerecht in der Be­ triebslage zu positionieren und dort während des Betriebs zu fixieren, befinden sich an den beiden Schienen 1, 2 paarweise einander gegenüberliegend angeordnete Konsolen 10 mit kegelförmigen Positionierdornen 11, beispielsweise aus Stahl, die in komplementäre Ausnehmungen 12 aus einem nachgiebigen Material an dem Schlitten 3 angreifen.

Gleichartige Positionierdorne 13 sind auf dem Querriegel 9 angeordnet und greifen in entsprechende Ausnehmungen 14 am Schlitten 3 ein. Auf diese Weise ergeben sich zwei Po­ sitionier- und Fixierebenen, die den Schlitten 3 mit der Baugruppe 4, 5 unter dem Einfluß der Schwerkraft so lange unverrückbar festhalten, wie nicht an dem Schlitten 3 bzw. der Öse 7 eine aufwärtsgerichtete Kraft angreift.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Positionieren einer Baugruppe (4, 5) in einer nicht zugänglichen Betriebsanlage mit

• - einem schienengeführten Schlitten (3) zur Auf­ nahme der Baugruppe (4, 5),
• - einem die Betriebsanlage der Baugruppe (4, 5) be­ stimmenden Anschlag (9) für den Schlitten (3),
• - einer zweiteiligen Steckverbindung aus in komple­ mentäre Ausnehmungen (12, 14) eingreifenden Vor­ sprüngen (11, 13), wobei
• - ein Element (11, 13) aus einem formstabilen und das andere Element (12, 14) aus einem nachgiebi­ gen Werkstoff besteht und
• - die Steckverbindung (11, 12; 13, 14) eine spiel­ freie Betriebslage mit lediglich einem Freiheits­ grad zwischen dem Schlitten (3) und dem Anschlag (9) gewährleistet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in zwei Ebenen angeordnete Steckverbindungen (11, 12; 13, 14).

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steckverbindung aus mindestens zwei in komplementäre Ausnehmungen (12, 14) eingreifenden Dornen (11, 13) besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (9) an dem den Schlitten (3) führenden Gestell (1, 2) angeordnet ist.