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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die Anbringung von Anschlußstücken auf
einem Modulrahmen.
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In einem Maschinenraum eines Schiffes werden während des Ausstattungsvorgangs
Anschlußstücke wie Maschinen, Rohre, Elektrokabel etc. in der Rumpfstruktur installiert und
befestigt. Normalerweise wird ein Deck des Rumpfes gebaut, und dann werden die Anschlußstücke auf
oder unter das Deck gebracht, um auf dem oder unterhalb des Decks installiert oder befestigt zu
werden.
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Dieses herkömliche Verfahren zum Ausstatten umfaßt viele Installations- und
Befestigungsvorgänge an Land und an Bord, die unter schlechten Umgebungsbedingunen ausgeführt werden,
so daß die Effizienz niedrig und die benötigte Zeitspanne beträchtlich ist. Die Installations- und
Befestigungsvorgänge an Bord erfordern während ihres Fortschreitens wegen Maßfehlern häufige
Justagen, und dies verringert die Arbeitseffizienz weiter.
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Um diese Probleme zu lösen, wurde ein Verfahren zum modularen Ausstatten
vorgeschlagen, bei dem Anschlußstücke in eine Mehrzahl von Gruppen aufgeteilt werden und die Gruppen
von Anschlußstücken an Land in einer Fabrik oder dergl. auf entsprechende Modulrahmen
montiert werden. Die ausgestatteten Modulrahmen werden dann für die Installation und geeignete
Verbindung miteinander auf ein Schiff verladen.
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Dieses vorgeschlagene Verfahren würde den Umfang des an Bord durchgeführten
Ausstattens drastisch reduzieren und die für die Installation und das Befestigen benötigte Zeit verkürzen,
weil lediglich die an Land hergestellten und ausgestatteten Modulrahmen zum Verbinden an Bord
gebracht werden müssen.
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Das vorgeschlagene Verfahren wird jedoch als unpraktisch angesehen, weil sich, sogar
wenn die Modulrahmen in einer Fabrik oder dergl. mit einem relativ hohen Genauigkeitsgrad
hergestellt werden können, Maßfehler bezüglich des Montierens der Anschlußstücke auf die
Modulrahmen und des Positionierens der Modulrahmen relativ zum Rumpf des Schiffes
ansammeln. Diese Fehler machen Anpassungen zwischen benachbarten Modulrahmen und zwischen
den Anschlußstücken auf den Rahmen erforderlich. Solche Anpassungen erfordern beträchtliche
Zeit und sind sehr arbeitsintensiv.
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Zum Beispiel sammeln sich in dem Fall, daß sich ein gerades Rohrsystem über mehrere
Modulrahmen erstreckt, Ungenauigkeiten in den einzelnen Modulrahmen und Fehler in den
Herstellungsabmessungen der Rohrabschnitte an, so daß wegen der Tatsache, daß die
Rohrabschnitte zu kurz oder zu lang sind, beträchtliche Lücken oder Behinderungen zwischen
Rohrabschnitten auf benachbarten Modulen auftreten können.
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Die bisher übliche Lösung für dieses Problem war die Verwendung von einstellbaren
Rohren, um die Maßfehler aufzufangen, aber dies ist dahingehend nachteilig, daß eine Anzahl von
zusätzlichen Teilen (einstellbare Rohre) erforderlich ist und die Installationsdauer als Ergebnis
ineffizienter Anpassungen, die im Schiff vorgenommen werden, verlängert wird.
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Gemäß der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Installieren eines oder mehrerer
Anschlußstücke auf einem Modulrahmen, dessen äußere Begrenzungen einen gedachten
Sechsflächner definieren, das Definieren eines an eine durch zwei benachbarte vertikale Flächen des
Sechsflächners definierte Kante des Sechsflächners angrenzenden Bezugspunktes, das
Definieren zweier Referenzpunkte auf der oberen bzw. der unteren Fläche des Sechsflächners, das
Positionieren des oder jeden Anschlußstücks quer bzw. längs bezüglich des Bezugspunktes und
vertikal bezüglich der Referenzpunkte, und das Installieren desselben auf dem Modulrahmen. Die
Anschlußstücke sind somit an Punkten positioniert und installiert, deren Position bezüglich des
Bezugspunktes und der Referenzpunkte genau bestimmt ist, was bedeutet, daß wenn eine
Mehrzahl solcher Rahmenmodule aneinander angrenzend plaziert und miteinander verbunden
werden, sich die Anschlußstücke auf aneinander angrenzenden Modulen an genau
vorherbestimmten Positionen zueinander befinden und somit einfach miteinander verbunden werden
können, ohne daß irgendwelche nachfolgenden Positionsanpassungen notwendig sind.
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Der Modulrahmen kann eine Mehrzahl von miteinander verbundenen länglichen Bauteilen
umfassen, wobei wenigstens die freien Enden von einigen davon einen entsprechenden Verbinder
tragen, wobei die Positionen der Verbinder zueinander genau vorherbestimmt sind, wodurch die
Verbinder einen gedachtren Sechsflächner definieren. Der Bezugspunkt und die Referenzpunkte
sind vorzugsweise auf der Oberfläche entsprechender Verbinder angeordnet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere anwendbar auf ein Verfahren zum
Installieren von Anschlußstücken, sie in einem Schiff verwendet werden sollen, und bei dieser
Gelegenheit ist die genannte Kante vorzugsweise die Kante des Sechsflächners, die dem Bug des
Schiffes und der Längsmittellinie des Schiffes am nächsten sein wird.
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Die Erfindung schließt auch ein Verfahren zum Ausstatten eines Schiffes mit einer Mehrzahl
von Anschlußstücken ein, welches das Installieren der Anschlußstücke auf einer Mehrzahl von
Modulrahmen durch das obige Verfahren und das nacheinander Positionieren der Modulrahmen in
dem Schiff umfaßt, vorzugsweise, indem der Bezugspunkt an einer bezüglich eines
vorbestimmten Installationspunktes in dem Schiff genau vorherbestimmten Position positioniert wird und dann
vorzugsweise die Anschlußstücke auf benachbarten Modulrahmen geeignet verbunden werden.
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Die auf dem Modulrahmen zu installierenden Anschlußstücke können Rohre umfassen, die
später mit anderen Rohren auf benachbarten Modulrahmen verbunden werden müssen, und in
diesem Fall können die Rohre so dimensioniert sein, daß sie an den Seiten, an denen sie mit mit
weiteren Rohren zu verbinden sind, vor der zugeordneten Fläche des Sechsflächners enden.
Wahlweise oder zusätzlich kann in den Rohren eine Biegung ausgebildet sein, z.B. um 90º, die
Positionsfehler des Rohres bezüglich seines Modulrahmens ausgleichen kann.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung
einer speziellen Ausführungsform ersichtlich, die unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen gegeben wird, in denen zeigen:
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Figur 1 eine perspektivische Ansicht, die einen Modulrahmen darstellt, der bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird;
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Figur 2 eine rohe Diagrammansicht eines Maschinenraums eines Schiffes, die den
Bezugspunkt einer Anzahl von in Figur 1 gezeigten Modulrahmen darstellt;
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Figur 3 eine Ansicht, die eine Anzahl von miteinander zu verbindenden Rohren tragenden
Modulrahmen darstellt;
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Figur 4 eine detaillierte Ansicht, die einen der Modulrahmen aus Figur 3 zeigt; und
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Figur 5 eine detaillierte Ansicht, die einen anderen Modulrahmen aus Figur 3 zeigt.
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Figur 1 zeigt ein Beispiel des Grundform des für das erfindungsgemäße Verfahren zu
verwendenden Modulrahmens 1. Der Modulrahmen 1 umfaßt zwei voneinander beabstandete
Querträger 2, die sich parallel zueinander erstrecken, zwei voneinander beabstandete
Längsträgerelemente 3, die sich quer zu den Querträgern erstrecken und mitt diesen durch Schweißen
verbunden sind, und obere und untere Tragesäulen 4 und 5, die durch Schweißen an jeder
Kreuzung der Hauptträger 2 mit den Trägerbauteilen 3 befestigt sind und sich entsprechend nach
oben bzw. unten erstrecken. Jedes Ende jedes Trägers 2 und Trägers 3 trägt einen
Flanschverbinder 6. Die äußeren oder Verbindungsoberflächen der ebenen Verbinder 6 können als einen
virtuellen oder gedachten Sechsflächner definierend betrachtet werden.
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In Figur 1 bezeichnet das Bezugszeichen 7 Hilfsträger, die hinzugefügt werden, um schwere
Komponenten abzustützen, 3' Fortsätze, mit denen der Modulrahmen 1 mit einer Rumpfstruktur 9
verbunden werden kann, wie etwa ein in Figur 2 gezeigtes Schott, wenn der Modulrahmen 1 in
einem Schiff installiert wird, 10 Verstärkungsrippen und 11 Verstärkungselemente.
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Zusätzlich zu den Komponenten 8 kann der Modulrahmen 1 mit verschiedenen anderen
Komponenten ausgestattet werden, wie etwa Rohre 12 und Elektrokabel 13. Das Bezugszeichen
14 bezeichnet Verbinder, wie etwa Flansche, auf den Rohren 12, die angeordnet sind, um zu
ermöglichen, daß benachbarte Rohre miteinander verbunden werden können.
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Der Modulrahmen 1 wird aufgebaut, indem die Hauptträger 2, die Trägerbauteile 3, die
oberen und unteren Tragesäulen 4 und 5 etc. durch Schweißen oder dergl. zusammengefügt werden,
um eine Rahmenstruktur zu bilden. Nach dem Beseitigen von etwaigem Schweißverzug werden
die einzelnen Bauteile 2, 3, 4 und 5 durch Schweißen oder dergl. mit den Verbindern 6 verbunden,
die relativ zueinander mit einem hohen Grad von Genauigkeit positioniert sind, wodurch ein
virtueller Sechsflächner mit einem hohen Grad von Genauigkeit definiert wird.
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Beim Installieren der Komponenten 8, 12 und 13 auf dem Modulrahmen 1 wird ein einzelner
Punkt X (z.B. die Mitte) auf einem Verbinder 6, der angrenzend an eine durch eine Längs und eine
Querfläche des virtuellen Sechsflächners definierte Kante 18 positioniert ist, als ein Bezugspunkt
in Längs- und Querrichtung für die Positionierung und Installation der Anschlußstücke 8, 12 und 13
und der Verbinder 14 hergenommen. Der Bezugspunkt X wird so gewählt, daß er sich auf dem
Verbinder 6 befindet, der an der durch jene Fläche A der bugseitigen Querfläche des gedachten
Sechsflächners, die sich quer am vorderen Ende des Modulrahmens erstreckt, und der Fläche B,
die sich längs erstreckt und am nächsten der Längsmittellinie 17 des Schiffes liegt, definierten
Kante positioniert ist.
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Zwei Referenzpunkte Y&sub1; und Y&sub2; werden ebenfalls ausgewählt. Der Punkt Y&sub1; liegt in der
Deckfläche C des virtuellen Sechsflächners und ist ein Punkt (z.B. die Mitte) auf dem durch jene
obere Tragesäule 4 getragenen Verbinder 6, der dem Bezugspunkt X am nächsten liegt. Der Punkt
Y&sub2; liegt in der Bodenfläche D des virtuellen Sechsflächners und ist ein Punkt (z.B. die Mitte) auf
dem durch jene untere Tragesäule 5 getragenen Verbinder 6, der sich am nächsten zum
Bezugspunkt X befindet.
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Die Anschlußstücke 8, 12 und 13 und die Verbinder 14 werden dann positioniert und mit
dem Rahmenmodul verbunden. Das Positionieren in vertikaler Richtung wird bezüglich der
Referenzpunkte Y&sub1; und Y&sub2; durchgeführt, und das Positionieren in Quer- und Längsrichtung wird
bezüglich des Bezugspunkts X durchgeführt. Die durchgängige Benutzung des Bezugspunkts X in
Quer- und Längsrichtung und der Referenzpunkte Y&sub1; und Y&sub2; in vertikaler Richtung gestattet, daß
alle Komponenten 8, 12 und 13 und die Verbinder 14 mit einem hohen Grad von Genauigkeit
positioniert und installiert werden können.
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Bei einem speziellen Verfahren zum Positionieren und Installieren der Anschlußstücke auf
einem Modulrahmen sind auf einer Platte oder Tafel zueinander senkrechte, sich schneidende
Referenzlinien angeordnet, und der Modulrahmen wird so positioniert, daß sein definierter
Bezugspunkt zum Schnittpunkt der Referenzlinien ausgerichtet ist. Die Höhenlage des
Modulrahmens wird dann so angepaßt, daß Herstellungsungenauigkeiten des Modulrahmens ausgeglichen
werden. Wenn nötig, wird die Position der verschiedenen Verbinder bestimmt, um die
Herstellungsfehler des Rahmens, falls vorhanden, zu bestimmen und um sicherzustellen, daß diese
innerhalb annehmbarer Grenzen liegen. Dann werden Markierungen zum Positionieren der Sockel
zum Montieren der Anschlußstücke und der Rohrlagerungen relativ zu den Daten- und
Referenzpunkten auf dem Modulrahmen angebracht. Wenn das Ende eines Anschlußstücks im Raum
stehen soll, wird die Position seines Endes auf der Platte markiert. Es ist nicht möglich, das Ende
eines Anschlußstückes auf einer oberen Fläche des Moduls zu markieren. Die Anschlußstücke
werden dann an den markierten Positionen befestigt. Spezielle Mittel werden benötigt, um die
Position des Endes eines Anschlußstückes auf der oberen Fläche des Modulrahmens zu
markieren, beispielsweise ein oben auf einer Säule plaziertes Lineal.
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Wie oben erwähnt, wird der Bezugspunkt so gewählt, daß er auf einer oder angrenzend an
eine Kante 18 liegt, die dem Bug und der Mittellinie des Rumpfes am nächsten liegt. Das erste ist
wünschenswert, weil Modulrahmen, die in einem Schiff vertikal gestapelt werden sollen, in
Richtung des Bugs des Schiffes konzentriert sind. Letzteres ist wünschenswert, weil es die
Verschmierung angesammelter Fehler nach außen in Richtung der Seiten des Schiffes ergibt.
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Wenn die die verschiedenen Anschlußstücke tragenden Modulrahmen 1 im Inneren des
Maschinenraumes 16 eines Schiffes 15 installiert sind, werden sie nacheinander so positioniert
und installiert, daß der Bezugspunkt X für jeden Modulrahmen 1 zu dem geplanten
Installationspunkt
auf dem Schiff 15 ausgerichtet wird, wie in Figur 2 gezeigt, wodurch eine Anhäufung von
Maßfehlem der einzelnen Modulrahmen 1 verhindert wird.
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Wenn Anschlußstücke, so wie Rohre 12 und Elektrokabel 13 auf einem Modulrahmen 1 zu
installieren sind, kann die Länge der Elektrokabel 13, die einen relativ hohen Grad an Flexibilität
aufweisen, einfach angepaßt und Verbindungen zwischen benachbarten Modulrahmen 1
hergestellt werden. Andererseits können die Rohre 12, wenn sie nicht mit einem hohen Grad an
Genauigkeit gefertigt werden, entweder so kurz sein, daß nach dem Verbinden der Modulrahmen 1
miteinander zwischen den Verbindem 14 eine Lücke gebildet wird, oder sie können so lang sein,
daß die Verbinder durch die zugeordnete Fläche A, A', B, B', C oder D des imaginären
Sechsflächners vorstehen, wodurch das Verbinden der Rohre 12 miteinander unmöglich gemacht wird.
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Um dieses Problem zu lösen, werden die Rohre 12, die miteinander zu verbinden sind, um
sich durch die Flächen A und A', B und B' oder C und D (siehe Figur 1) zu erstrecken, die den
gedachten Sechsflächner definieren, ein bißchen, um einen Betrag von beispielsweise 0 bis 2 mm,
unterdimensioniert hergestellt, so daß ihre Länge gleich oder kürzer als die Länge (der Abstand)
zwischen den entsprechenden Flächen ist.Somit werden die Rohre 12, die sich durch die Flächen
A und A' erstrecken, in einer Länge L&sub1; gefertigt, die gleich der Länge des virtuellen Sechsflächners
ist, oder in einer Länge L&sub2;, die beispielsweise 0 bis 2 mm kürzer als L&sub1; ist, wie in Figur 4 gezeigt.
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Dies verhindert eine Unmöglichkeit, die Modulrahmen 1 zu verbinden.
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Während die in Figur 3 gezeigten Modulrahmen gerade Rohre 12 tragen, tragen andere, mit
den Modulrahmen 1 zu verbindende Modulrahmen 1' ein gebogenes Rohr 19, das beispielsweise
bezüglich der Achse der Rohre 12 um 90º gebogen ist, wie in den Figuren 3 und 5 gezeigt. Das
Vorsehen solcher gebogenen Rohre 19 ist dahingehend vorteilhaft, daß etwa angesammelte, sich
aus der Verbindung der geraden Rohre 12 miteinander ergebene Maßfehler, durch die gebogenen
Rohre 19 einfach aufgenommen werden können, wie durch die ausgezogenen und gestrichelten
Linien in Figur 5 dargestellt.
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Wie aus dem vorstehenden klar wird, kann das erfindungsgemäße Verfahren die
Notwendigkeit von Positionsanpassungen zwischen den Modulrahmen und zwischen den Komponenten
auf ihnen vollständig beseitigen, wodurch die für die Installation der Modulrahmen in einem Schiff
benötigte Zeit wesentlich reduziert wird. Außerdem stellt der erreichte hohe Genauigkeitsgrad eine
Austauschbarkeit der Modulrahmen sicher.
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Es wird verstanden, daß das erfindungsgemäße Verfahren zum Installieren von
Anschlußstücken auf einem Modulrahmen nicht auf die oben genannte Ausführungsform beschränkt ist und
daß Modifikationen ausgeführt werden können. Wenn beispielsweise der Modulrahmen 1 eine
Platte umfaßt, auf der Komponenten zu installieren sind, kann der Bezugspunkt X so gewählt
werden, daß er an der Ecke der Platte liegt, die dem Bug des Schiffes und der Mittellinie des
Rumpfes am nächsten liegt.