DE69119669T2

DE69119669T2 - Modulärer Rahmen

Info

Publication number: DE69119669T2
Application number: DE69119669T
Authority: DE
Inventors: Ryoichi Fujimitsu; Kasuhisa Handa; Etsuro Hiramoto; Yoshinori Imashimizu; Shoji Kawatani; Kaoru Maeyama; Kunihito Morioka; Sadayuki Morita; Toshihide Oki; Yoshiaki Suda; Toshiyuki Takada; Shuichi Yamamoto
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1990-08-21
Filing date: 1991-08-21
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2011-08-22
Also published as: DE69119669D1; BR9103581A; EP0473357B1; US5347703A; US5226583A; KR0130966B1; EP0473357A1; KR920004234A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren eines Modulrahmens, der daran angepaßt ist, einen Teil einer größeren Struktur, etwa des Maschinenraumes eines großen Schiffea, zu bilden und auf dem Ausrüstungsteile montiert sind, sowie auf eine modulare Struktur, die eine Mehrzahl von miteinander verbundenen solchen Modulrahmen aufweist.
Ein Maschinenraum eines Schiffes weist eine große Vielzahl von Ausrüstungsteilen auf, etwa in dem Rumpf installierte und an ihm befestigte Maschinen, Verrohrung und Verkabelung. Normalerweise wird das Deck des Rumpfes gebaut, und dann werden Ausrüstungsteile zu ihrer Installation auf oder unter Deck auf oder unter das Deck oder in den Rumpf gebracht.
Dieses herkömmliche System macht viele Installations- und Befestigungsarbeitsgänge im Rumpf nötig, die unter schlechten Umgebungsbedingungen ausgeführt werden, was bedeutet, daß ihre Effizienz niedrig ist und die Zeit, die zu ihrer Fertigstellung benötigt wird, dazu neigt, relativ lang zu sein. Die Installations- und Befestigungsarbeiten im Rumpf erfordern aufgrund von Maßfehlern häufige Anpassungen, während sie durchgeführt werden, was die Arbeitseffizienz weiter herabsetzt.
Um diese Probleme zu beseitigen, wurde vorgeschlagen, die Ausrüstungsteile in eine Mehrzahl von Blöcken aufzuteilen, die in einer Fabrik auf einem oder mehreren Modulrahmen montiert werden. Die Blöcke werden dann zum Einbau zusammen mit dem oder den Modulrahmen in das Schiff bewegt. Ein oder mehrere weitere Modulrahmen mit anderen Ausrüstungsteilen werden dann in Position gebracht und mit dem oder den sich bereits an Ort und Stelle befindlichen Modulrahmen verbunden, und die Ausrüstungsteile, die sie tragen, werden ebenfalls bedarfsgerecht miteinander verbunden.
Dieses vorgeschlagene Verfahren würde die Tätigkeiten an Bord drastisch reduzieren, und die für das Installieren und Befestigen benötigte Zeitdauer verkürzen, weil nur die an Land hergestellten Modulrahmen mit den darauf montierten Ausrüstungsteilen an Bord gebracht werden und miteinander verbunden werden müssen.
Das vorgeschlagene Verfahren wurde jedoch als unpraktisch angesehen. Dies liegt an der Tatsache, daß Modulrahmen sehr groß sind und durch Schweißen oder dergl. steif zusammengebaut werden, um sie in die Lage zu versetzen, schwere Lasten oder Gegenstände zu tragen, so daß es sehr schwierig ist, die Maßgenauigkeit der Modulrahmen gegen Maßfehler von Materialien oder gegen Schweißverzug sicherzustellen. Wenn die Maßgenauigkeit nicht aufrecht erhalten wird, wird ein extra Arbeitsgang benötigt, um die Modulrahmen und/oder Ausrüstungsteile während der Installation im Schiff aneinander anzupassen. Eine solche Anpassung erfordert viel Zeit und Arbeit und behindert die Verbesserung der Arbeitseffizienz.
GB-A-2161773 offenbart ein Vortriebsmodul, daß in einem Kastenrahmen beherbergt ist, der über Verbindungen mit dem Rumpf oder Deck eines Schiffs verbunden ist. Die Verbindungen umfassen an dem Kastenrahmen angebrachte Verbinderklammern, die mit mit dem Schiff verbundenen Befestigungen verbunden werden. Eine Fehlausrichtung des Motors mit der Propellerwelle wird durch einen axialen radialen Ausgleichsverbinder kompensiert.
US-A-4682765 offenbart eine Schweißvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung eines Metallgitters. Die Vorrichtung umfaßt einen rechteckigen Rahmen, der von zwei voneinander beabstandeten, parallelen Lagerstangen durchquert wird, von denen jede eine eine Mehrzahl von schwenkbar befestigten Nocken trägt. Jeder Nocken ist so verbunden, daß er durch eine entsprechende Stange rotiert werden kann, und alle jeder Lagerstange zugeordneten Stangen sind schwenkbar mit einer entsprechenden gemeinsamen Antriebsstange verbunden, die so angeordnet ist, daß sie durch ein entsprechendes Stellglied in Längsrichtung bewegt werden kann. Im Gebrauch werden Gitterstäbe auf der Vorrichtung anschließend an die Nocken positioniert und die Steligleider betätigt, um die Gifferstäbe in vorbestimmte Positionen zueinander zu bewegen. Dann werden Endstäbe an die Enden der Gitterstäbe geschweißt
Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Zusammenbau eines Modulrahmens zu schaffen, der so ausgebildet ist, daß er einen Teil einer größeren modularen Struktur bildet, das es ermöglicht den Modulrahmen hochgenau durch Schweißen zu fertigen und anschließend hochgenau zu installieren, ohne daß irgendeine Anpassung erforderlich ist, wobei der Modulrahmen dann in der Lage ist, relativ große und schwere Ausrüstungsteile zu tragen.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zum Zusammenbauen eines Modulrahmens zum Zusammenbau als Teil einer größeren Struktur mit einer im wesentlichen flachen Form geschaffen, wobei der Modulrahmen ein Paar von horizontalen und parallelen Hauptträgern, ein Paar von mit den Hauptträgern verbundenen und sich zwischen diesen erstreckenden Trägerbauteilen sowie einen mit wenigstens einem Ende jedes Hauptträgers und/oder jedes Trägerbauteiles verbundenen Verbinder aufweist, umfassend die folgenden Schritte: Lagern der Komponenten des Modulrahmens auf einer Lagervorrichtung in einer vorbestimmten Position während des Zusammenschweißens, Halten von zwei oder mehreren Verbindern auf entsprechenden Verbinder-Halteklammern, die einen Teil der Lagervorrichtung bilden, Positionieren der Verbinder-Halteklammern so, daß sie sich in vorbestimmten Positionen zueinander befinden, anschließend an entsprechende Enden der Komponenten und Anschweißen der Verbinder an diese Enden.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zum Zusammenbauen eines Modulrahmens zum Zusammenbau als Teil einer größeren Struktur mit einer dreidimensionalen Form, an der Beschläge zu befestigen sind, geschaffen, wobei der Modulrahmen ein Paar von horizontalen und parallelen Hauptträgern, ein Paar von mit den Hauptträgem verbundenen und sich zwischen diesen erstreckenden Trägerbauteilen, eine sich vertikal von jeder Verbindung der Hauptträger mit den Trägerbauteilen erstreckende Tragesäule sowie einen mit wenigstens einem Ende jedes Hauptträgers und/oder jedes Trägerbauteiles und/oder jeder Tragesäule verbundenen Verbinder aufweist, umfassend die folgenden Schritte: Lagern der Komponenten des Modulrahmens auf einer Lagervorrichtung in einer vorbestimmten Position während des Zusammenschweißens, Halten von zwei oder mehreren Verbindern auf entsprechenden Verbinder-Halteklammern, die einen Teil der Lagervorrichtung bilden, Positionieren der Verbinder-Halteklammern so, daß sie sich in vorbestimmten Positionen zueinander befinden, anschließend an entsprechende Enden der Komponenten und Anschweißen der Verbinder an diese Enden.
Gemäß noch einem Gesichtspunkt der Erfidnung wird ein Verfahren zum Zusammenbauen eines Modulrahmens zum Zusammenbau als Teil einer größeren Struktur mit einer dreidimensionalen Form an der Beschläge zu befestigen sind, geschaffen, wobei der Modulrahmen ein horizontales und im wesentlichen rechteckiges Bodenbauteil, eine sich vertikal von jeder Ecke des Bodenbauteiles erstreckende Tragesäule sowie einen mit wenigstens einem Ende jeder Tragesäule verbundenen Verbinder aufweist, umfassend die folgenden Schritte: Lagern der komponenten des Modulrahmens auf einer Lagervorrichtung in einer vorbestimmten Position während des Zusammenschweißens, Halten von zwei oder mehreren Verbindern auf entsprechenden Verbinder-Halteklammern, die einen Teil der Lagervorrichtung bilden, Positionieren der Verbinder-Halteklammern so, daß sie sich in vorbestimmten Positionen zueinander befinden, anschließend an entsprechende Enden der Tragesäulen und Anschweißen der Verbinder an diese Enden.
Somit umfassen die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Modulrahmen wenigstens zwei Verbinder und vorzugsweise einen Verbinder an dem oder jedem freien Ende jedes Hauptträgers, jedes Trägerbauteiles und, falls vorhanden, jeder Tragesäule. Während der Herstellung wird die Position der Verbinder gegenüber dem Rest des Modulrahmens und gegenüber durch eine Montagevorrichtung definierten räumlichen Koordinaten exakt festgelegt und sie werden anschließend an dem Rest des Modulrahmens befestigt. Zwei oder mehrere Modulrahmen können dann mittels ihrer Verbinder miteinander verbunden werden, und von ihnen getragene Ausrüstungsteile werden sich wegen der exakten Vorpositionierung der Verbinder automatisch in einer genau festgelegten räumlichen Beziehung zueinander befinden.
In der Praxis werden wahrscheinlich als ein erster Schritt die Hauptträger und Trägerbauteile und die Tragesäulen oder das Bodenbauteil und die Tragesäulen zusammengeschweißt und anschließend der oder die Verbinder an den Modulrahmen geschweißt.
Wie oben erwähnt kann mit jedem freien Ende jedes Hauptträgers, jedes Trägerbauteiles und jeder Tragesäule ein Verbinder verbunden sein. Während dies bei einem Modulrahmen der Fall sein wird, der in der Mitte einer größeren zusammengebauten modularen Struktur sein soll, wird es bei einem Modulrahmen nicht unbegdingt nötig sein, der sich am äußeren Rand der endgültigen modularen Struktur befinden wird. An diesem äußeren Ende muß die modulare Struktur jedoch mit der größeren Struktur verbunden werden, in der sie aufgenommen werden soll, etwa dem Maschinenraum eines Schiffes, und zu diesem Zweck ist ein Kuppler erforderlich. Dieser Kuppler kann zwei mit dem Rahmenmodul bzw. der größeren Struktur verbundene Winkelplatten sowie zwei weitere, über Bolzen, welche durch Löcher reichen, von denen wenigstens einige wahlweise die Form von länglichen Schlitzen aufweisen können, um eine gewisse Positionsanpassung durchführen zu können, mit gegenüberliegenden Seiten der Winkelplatten verbundene Platten umfassen.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden aus der folgenden Beschhreibung bestimmter spezieller Ausführungsformen deutlich, die als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, von denen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäß zusammengebauten Modulrahmens;
Fig. 2 eine Seitenansicht davon;
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Zusammenbauen eines Modulrahmens wie in Fig. 1 gezeigt;
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3;
Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Fig. 4;
Fig. 6 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VI in Fig. 5;
Fig. 7 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VII in Fig. 5;
Fig. 8 eine Ansicht in Richtung der Pfeile VIII-VIII in Fig. 3;
Fig. 9 eine Ansicht in Richtung der Pfeile IX-IX in Fig. 3;
Figs. 10 bis 16 Ansichten, die den ersten bis siebten Schritt des Zusammenbauens eines Modulrahmens unter Verwendung der Montagevorrichtung aus Fig. 3 zeigen;
Fig. 17 eine perspektivische Ansicht einer Modulbaugruppe, die eine Kombination von zwei oder mehreren Modulrahmen nach Fig. list;
Fig. 18 eine perspektivische Ansicht, die die Modulbaugruppe aus Fig. 17 eingebaut in einer größeren Struktur zeigt;
Fig. 19 eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Fig. 18;
Fig. 20 eine vergrößerte Seitenansicht des in Fig. 19 gezeigten Kupplers;
Fig. 21 ein Schnitt entlang der Linie XXI-XXL in Fig. 20;
Fig 22 eine perspektivische Ansicht, die eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäß hergestellten Modulrahmens zeigt; und
Figs. 23 bis 30 perspektivische Ansichten, die die dritten bis zehnten Ausführungsformen eines erfindungsgemäß hergestellten Modulrahmens zeigen.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine typische Grundform eines erfindungsgemäß hergestellten Modulrahmens 1, der ein Paar von horizontalen, parallelen Hauptträgern 2, ein Paar von sich senkrecht zu den Hauptträgern 2 und zwischen diesen erstreckenden sowie an ihren entgegengesetzten Enden fest mit den Hauptträgem 2 verschweißten, parallelen Trägerbauteilen 3 sowie vier Tragesäulen 6 auweist, die jeweils obere und untere Säulenabschnitte 4 und 5 aufweisen, die fest mit einer entsprechenden Verbindungsstelle der Hauptträger 2 mit den Trägerbauteilen 3 verschweißt sind und sich vertikal von dort erstrecken.
Ein mit einem Flansch versehener Verbinder 7 ist an einer vorbestimmten Position nämlich der Position zum Montieren eines Verbinders, oder an jedem Ende jeder Säule 6 und jedes Hauptträgers 2 fest in Position geschweißt.
In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 8 einen zum Tragen von Ausrüstungsteilen wie etwa schweren Maschinen 9, hinzugefügten Hilfsträger, 3 Fortsätze zum Verbinden des Modulrahmens 1 mit einem feststehenden Bauteil einer Rumpfstruktur, etwa einem Schott, wenn der Modulrahmen in einem Schiff installiert wird, 45 Verstärkungsrippen und 46 Verstärkungsklammern.
Der Modulrahmen 1 wird so zusammengebaut, daß seine Breitev Länge und Höhe mit einer hohen Genauigkeit mit der Größe eines mit gestrichelten Linien angedeuteten quaderförmigen Behälters zusammenfallen.
Zusätzlich zu den Maschinen 9 weist der Modulrahmen 1 auf ihm montierte Ausrüstungsteile wie Verrohrungen 10 und Verkabelung 11 auf.
Der Modulrahmen 1 kann mit Hilfe der in den Figuren 3 bis 9 gezeigten Vorrichtung 12 zusammengebaut werden.
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist ein Paar von parallelen, in Längsrichtung verlaufenden Rahmen 13 mit dem gleichen Abstand wie die Hauptträger 2 des Modulrahmens 1 und größerer Länge als die Träger 2 mit einem Paar seitlicher Rahmen 14 verbunden, die sich senkrecht zu den in Längsrichtung verlaufenden Rahmen 13 erstrecken und den gleichen Abstand wie die Trägerbauteile 3 des Modulrahmens 1 aufweisen. Feststehende seitliche Positioniermittel 15 sind an einem Ende jedes in Längsrichtung verlaufenden Rahmens 13 montiert, um die Hauptträger 2 in Längs- Quer- und vertikaler Richtung zu positionieren, und sich bewegende seitliche Positioniermittel 16 sind an den anderen Enden der Rahmen 13 montiert.
Trägerlagerungen 17 sind auf den oberen Oberflächen der seitlichen Rahmen 14 zwischen den Längsrahmen 13 montiert und weisen die gleiche Höhe auf wie die unteren Säulenabschnitte 5 des Modulrahmens 1. Obere Positioniersockel 18 mit im wesentlichen der gleichen Höhe wie die oberen Säulenabschnitte 4 des Modulrahmens 1 sind an jedem Ende der seitlchen Rahmen 14 befestigt.
Wie in den Figuren 4, 5 und 6 in Einzelheiten gezeigt, umfaßt das bewegliche seitliche Positioniermittel 16 einen beweglichen Sockel 22, der durch Linearrollen 20 oder dergl. entlang der Länge der in Längsrichtung verlaufenden Träger 13 beweglich ist und auf dem eine Verbinderhalteklammer 21 zum zum seitlichen Positionieren des zugeordneten Trägerbauteils 2 angeordnet ist. Der Sockel 22 und die Halteklammer 21 können durch einen Zylinder 23 bewegt werden.
Die Halteklammer 21 weist eine innere Oberfläche 24 auf (siehe Fig. 5), an welcher der mit einem Flansch versehene Verbinder 7 mit hoher Lagegenauigkeit befestigt ist, und wie in Fig. 7 gezeigt, sind beispielsweise Paßstifte 26 in zwei gegenüberliegende Durchgangslöcher 25 eingesetztv und es werden (nicht gezeigte) Schrauben und Muttern zum Verbinden durch die anderen Löcher 25 eingesetzt.
Der bewegliche Sockel 22 weist einen Hauptträger-Positioniersockel 32 an einer Stelle innerhalb der Halteklammer 21 auf. Wie in Fig. 6 gezeigt, weist der Positioniersockel 32 ein Führungsbauteil 30 mit einem Positionierblock 28 zum Angreifen an einer Seitenfläche eines vertikalen Steges 27 des I-förmigen Hauptträgers 2 an zwei vertikal voneinander beabstandeten Positionen auf, um den Hauptträger 2 längs und quer zu positionieren, ein Führungsbauteil 30, mit einem Druckzylinder 29 zum Drücken der anderen Seitenfläche des Steges 27 in Richtung auf den Positionierblock 28 und eine Höhenpositionierungsplatte 31 zum Lagern des vertikalen Steges 27 so, daß die untere Oberfläche des Hauptträgers 2 koplanar mit den oberen Enden der unteren Säulenabschnitte 5 ist.
Das bewegliche seitliche Positioniermittel 16 weist einen feststehenden Sockel 19 auf, dessen inneres Ende einen Positionieranschlag 35 aufweist, an dem der bewegliche Sockel 22 angreifen kann, so daß der Abstand zwischen der Halteklammer 21 und einer Halteklammer 33 an dem feststehenden seitlichen Positioniermittel (siehe Fig. 4) konstant mit hoher Genauigkeit eingehalten werden kann.
Das feststehende seitliche Positioniermittel 15 weist, wie in Fig. 4 gezeigt, einen Verbinder 33 und einen Hauptträger-Positioniersockel 34 auf, die genauso angeordnet und genauso hoch sind wie die Halteklammer 21 und der Positioniersockel 32 des beweglichen seitlichen Positioniermittels 16.
Jede der Verbindungsstellen der in Längsrichtung verlaufenden Rahmen 13 mit den seitlichen Rahmen 14 weist an ihrer oberen Oberfläche eine Halteklammer 37 auf, die dieselbe Struktur aufweist wie die in Fig. 7 gezeigte Halteklammer 21, um ein Positionieren durch Festziehen eines mit einem Flansch versehenen, fest an dem unteren Ende des unteren Säulenabschnittes 5 angebrachten Verbinders 36 zu bewirken.
Der obere Positioniersockel 18 weist an seiner Oberseite ein Führungsbauteil 39 mit einem kegelstumpfförmigen Führungsloch 38 auf. Eine obere Führungsstange 41 mit kegelstumpfförmigen Führungsvorsprüngen 40 auf der unteren Oberfläche ihrer Enden erstreckt sich über die Sockel 18 und gerät durch Eingreifen der Vorsprünge 40 in die Löcher 38 mit diesen in Eingriff, wodurch die Höhe der Führungsstange 41 konstant gehalten wird. Somit wird ein oberes Positioniermittel 42 geschaffen.
Die obere Führungsstange 41 weist auf ihrer unteren Oberfläche Halteklammern 43 auf, die vertikal zu den Halteklammern 37 ausgerichtet sind und dieselbe Struktur aufweisen wie diese, um so die Verbinder 7 oben an den oberen Säulenabschnitten 4 in Position zu fixieren. Die obere Führungsstange 41 weist auf ihrer oberen Oberfläche Aufhängehaken 44 auf.
Das Verfahren zum Zusammenbauen der Modulrahmen 1 wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren 10 bis 16 und die Figuren 3 bis 9 beschrieben.
Zuerst werden, wie in Fig. 10 gezeigt, die unteren Säulenlagerungen 5 durch die Flansche 36 zu den Halteklammern 37 an den Verbindungsstellen der Längsrahmen 13 mit den seitlchen Rahmen 14 positioniert und an ihnen befestigt.
Wie in Fig. 11 gezeigt, werden die Verbinder 7 über die Paßstifte 26 (Fig. 7) an den Halteklammern 21 und 33 der feststehenden und beweglichen seitlichen Positioniermittel 15 und 16 positioniert und befestigt. Dann wird jeder der Hauptträger 2 auf den Hauptträger- Positioniersockeln 32 und 34 positioniert. Jeder bewegliche Sockel 22 wird nach vorne bewegt, so daß er an dem Positionieranschlag 35 anliegt, so daß der zugeordnete Verbinder 7 bezüglich der Länge des Modulrahmens 1 positioniert ist. Das Positionieren in der Längs- und Querrichtung erfolgt mittels des Führungsbauteils 30 und des Druckzylinders 29 der Haupifräger- Positioniersockel 32 und 34, und die Höhenpositionierung wird durch die Höhenpositionierplatte 31 bewirkt.
Als nächstes werden, wie in Fig. 12 gezeigt, die Verstärkungsrippen 45 durch Schweißen an den benötigten Punkten an dem Haupttrläger 2 befestigt.
Dann werden, wie in Figur 13 gezeigt, die Trägerbauteile 3 und die Hilfsträger 8 zwischen die Hauptträger 2 montiert, und die Verlängerungen 3' werden an der Außenseite durch Schweißen befestigt. Wie in Fig. 14 gezeigt, werden zur Verstärkung die Klammern 46 angeschweißt.
Wie in den Figuren 8 und 9 gezeigt, werden die oberen Führungsstangen 41 mit den darauf an vorbestimmten Positionen montierten Halteklammern 43 so auf den oberen Positioniersockeln 18 positioniert, daß die Führungsvorsprünge 40 der ersteren in die Führungslöcher 38 der letzteren eingreifen. Der obere Säulenabschnitt 4 wird auf jeder der Verbindungsstellen der Hauptträger 2 mit den Trägerbauteilen 3 aufgerichtet, wie in Fig. 15 gezeigt, und seine Position wird so justiert, daß das obere Ende des Abschnittes 4 zu der entsprechenden Halteklammer 43 ausgerichtet ist, und wird dann an seinem unteren Ende fest mit der entsprechenden Verbindungsstelle verschweißt
Nach dem Schweißen wird jeglicher Schweißverzug durch Festhalten jedes Abschnittes entfernt, bis die geschweißten Abschnitte abgekühlt sind.
Als nächstes werden, wie in Fig. 16 gezeigt, die oberen Enden der unteren Säulenabschnitte 5, deren Position festgelegt ist, mit den Hauptträgern 2 verbunden. Jedes Ende der Hauptträger 2 und die oberen Enden der oberen Säulenabschnitte 4 werden mit den Verbindern 7, deren Position festgelegt ist, verschweißt und somit verbunden, und Schweißverzug wird durch das selbe Vorgehen wie oben beschrieben beseitigt. In diesem Zusammenhang können die unteren Säulenabschnitte 5 als einteilig mit den zugeordneten Verbindem 7 betrachtet werden, weil sie kurz und somit nur geringerem Schweißverzug unterworfen sind.
Durch das oben beschriebene Vorgehen kann ein Modulrahmen 1 sehr genau zusammengebaut werden.
Es ist ratsam, daß die Komponenten, etwa die Hauptträger 2, die Trägerbauteile 3 und die oberen un unteren Säulenabschnitte 4 und 5 zum Bilden des Modulrahmens 1 im voraus durch Schneiden etc. genau vorbereitet werden, so daß sie leichtes Untermaß aufweisen, etwa 0 bis -2 mm, bezogen auf die angegebene Endgröße.
Es ist auch ratsam, die Hauptträger 2, Trägerbauteile 3 und die oberen Säulenabschnitte 4 an einem anderen Ort zu schweißen und die erfindungsgemäße Montagevorrichtung 12 nur dazu zu verwenden, sie an die Verbinder 7 zu schweißen. Die Hauptträger 2, Trägerbauteile 3 und Tragesäulen 6 sollten eine ausreichende Steifigkeit aufweisen, daß sie das Gewicht von auf ihnen zu installierenden Maschinen aushalten und auch im wesentlichen widerstandsfähig gegen Vibrationen sind. Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform I-förmige Träger verwendet werden, können stattdessen H-förmige, gerillte, rechteckige oder runde Träger oder Verbundmaterialien verwendet werden.
Wenn der so gebildete Modulrahmen 1 zum Ausstatten einer großen Struktur, etwa des Maschinenraumes eines Schiffes, verwendet wird, werden mehrere Modulrahmen, die Maschinen 9, Rohre 10, Verkabelung 11 etc. tragen, wie in Fig. 1 gezeigt, auf einem Sockel durch Verbinden der Verbinder 7 mittels Bolzen und durch Verbinden der Rohre 10 und der Verkabelung zusammengebaut, um so eine Modulrahmen-Baugruppe 48 zu bilden, in der alle oder ein Teil der Ausstattungsteile vorhanden sind, die funktionell zueinander in Beziehung stehen, und die eine in dem Rumpf einbaubare Größe aufweist (siehe Fig. 17).
Für jede Funktion wird eine solche Moduirahmen-Baugruppe 48 vorbereitet, und jede dieser Baugruppen 48 wird an an einer vorbestimmten Position in dem Maschinenraum installiert und dreidimensional angeordnet. Wie in Fig. 18 gezeigt, wird eine Verbindung zwischen dem Maschinenraumboden und den Baugruppen 48, zwischen jeder dieser Baugruppen 48 und auch zwischen den Baugruppen 48 und einem Querschott 49 oder einem Längsschott 50 des Maschinenraumes hergestellt.
Wie in den Figuren 19 bis 21 gezeigt, umfaßt ein Kuppler 51 zum Kuppeln des Modulrahmens 1 mit dem Längsschott 50 zwei Platten 54, die zwei Winkelplatten 52 und 53 sandwichartig einschließen, welche von entgegengesetzten Seiten an dem Schott 50 bzw. dem Modulrahmen 1 befestigt und mit ihnen über Bolzen 55 und 56 verbunden sind. Einige der Bolzenlöcher 59, 60, 61 und 62 in den festgeschraubten Abschnitten 57 und 58 weisen die Form eines Schlitzes auf, dessen Längsrichtung sich in Längsrichtung der Platten 52, 53 erstreckt. In Fig. 20 sind die Löcher 61durch gestrichelte Linien als Schlitze dargestellt.
Der vorstehend beschriebene Modulrahmen 1 ist in Containergröße (der Größe zum Verladen als Container) konstruiert und ist einfach zu transportieren. Entsprechend kann die Arbeit zum Installieren oder Montieren von verschiedenen Arten von Maschinen 9 an einem entfernten Ort mit einer besseren Arbeitsumgebung als dem Maschinenraum des Schiffes stattfinden. Weil die Ausrüstungsteile nach Funktionen aufgeteilt werden und entsprechend ihrer Funktion auf unterschiedlichen Modulrahmen installiert werden können, ist es möglich, die Genauigkeit des Installierens oder Montierens von Ausrüstungsteilen auf den Modulrahmen zu verbessern und den Zusammenbau der Modulrahmen-Baugruppen 48 zu standardisieren. Weiterhin ist es möglich, eine effiziente dreidimensionale Anordnung zu einzusetzen, die den verfügbaren Raum wirkungsvoll nutzt, weil der Modulrahmen 1 als dreidimensionale Struktur in Form eines "#" aufgebaut ist. Weiterhin können solche Modulrahmen 1 leicht mit hoher Genauigkeit miteinander verbunden werden, weil sie im Vergleich zu kastenartigen Strukturen weniger Punkte aufweisen, die zu verbinden sind.
Ein Verbinden des Modulrahmens 1 mit dem Längsschott 50 durch den oben beschriebenen Kuppler 51 ist dahingehend vorteil haft, daß bei Auftreten von schneller Schwingung oder Vibration auf einem Schiff und wenn eine Überlast auf die mittels Bolzen festgezogenen Abschnitte 57 und 58 aufgebracht wird, ein Aufbringen von übermäßiger Kraft auf den Modulrahmen 1 durch eine relative Gleitbewegung zwischen den Platten 53 und 54 oder den Platten 53 und 52 aufgrund des Vorsehens der oben erwähnten Langlöcher an den mittels Bolzen festgezogenen Abschnitten 57 und 58 verhindert wird. Somit wird auf den Modulrahmen 1 keine übermäßige Kraft aufgebracht und es wird keine hohe äußere Kraft auf die auf dem Modulrahmen 1 installierten Ausrüstungsteile aufgebrachtv was zu der Sicherheit der Baugruppe 48 beiträgt.
Schlitze können für einen der Bolzen 59 bis 62 vorgesehen sein.
Fig. 22 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform des Modulrahmens, die im wesentlichen gleich der ersten Ausführungsform ist, außer daß ein zusätzlicher Boden 63 vorgesehen ist, und erreicht somit die selben Wirkungen und Vorteile wie die erste Ausführungsform.
Fig. 23 stellt eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform des Modulrahmens dar, bei der ein Modulrahmen 67 durch Zusammenbauen von Hauptträgern 64 und Trägerbatueilen 65 gebildet wirdv um eine rechteckige Form zu erzeugen. Tragesäulen 66 sind mit den vier Ecken des Rechteckes verbunden.
Fig. 24 zeigt eine vierte Ausführungsform die ähnlich der dritten Ausführungsform ist, außer daß der Modulrahmen 70 ein mittleres Querträgerbauteil 68 und mittlere Tragesäulen 69 am mittleren Abschnitt der Hauptträger 64 aufweist.
Fig. 25 zeigt eine fünfte Ausführungsform, die im wesentlichen gleich der zweiten Ausführungsform ist, außer daß der Modulrahmen 73 auch obere Hauptträger 71 und obere Trägerbauteile 72 aufweist.
Fig. 26 zeigt eine sechste Ausführungsform, bei der der Modulrahmen 75 ein rechteckiges Bodenbauteil 74, an einem Punkt zwischen ihren Enden mit entsprechenden Ecken des Bodenbauteils 74 verbundene Tragesäulen 66 und obere Trägerbauteile 72 umfaßt, welche die oberen Enden der Tragesäulen 66 verbinden.
Fig. 27 zeigt eine siebte Ausführungsform, bei der der Modulrahmen 76 ein rechteckies Bodenbauteil 74, an ihren unteren Enden mit den Ecken des Bodenbauteiles 74 verbundene Tragesäulen 66 und obere Hauptträger 71 und dazu quer verlaufende obere Trägerbauteile 72 umfaßtv die mit den oberen Enden der Tragesäulen 66 verbunden sind.
Fig. 28 zeigt eine achte Ausführungsform, die im wesentlichen gleich der vierten Ausführungsform ist, außer daß der Modulrahmen 78 untere Tragesäulen 73 anstelle der Säulen 66 und 69 umfaßt. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet für die Anordnung an der obersten oder untersten Stelle einer größeren modularen Struktur.
Fig. 29 zeigt eine neunte Ausführungsform, bei der der Modulrahmen 81 Hauptträger 64, Trägerbauteile 65, Hilfsverstrebungen 79 und Träger 80 innerhalb der Teile 64 und 65 sowie obere und untere Bodenbauteile 74 und untere Tragesäulen 77 auf dem unteren Bodenbauteil 74 umfaßt.
Fig. 30 zeigt eine zehnte Ausführungsform, die im wesentlichen zweidimensional ist. Der Modulrahmen 82 besteht nur aus Hauptträgern 64 und Trägerbauteilen 65.
Die zweiten bis zehnten Ausführungsformen erreichen alle im wesentlichen die gleichen Wirkungen und Vorteile wie die erste Ausführungsform
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen werden die Moruldrahmen 1, 67, 70, 73, 75, 78, 81 und 82 durch Verbinden der gegenseitig aneinander anliegenden Verbinder 7 mittels Bolzen miteinander verbunden.
Bei der vorstehenden Beschreibung sind die Modulrahmen in Containergröße konstruiert. Dies ist jedoch nicht notwendig, und sie können jede beliebige Größe aufweisen. Auch wurden diese Ausführungsformen für die Anwendung bei Schiffen beschrieben; die Erfindung kann jedoch auch auf die Herstellung von Modulen für alle Typen von mechanischen Anlagen angewendet werden, einschließlich anderer Strukturen auf See oder an Land.

Claims

1. Verfahren zum Zusammenbauen eines Modulrahmens zum Zusammenbau als Teil einer größeren Struktur mit einer im wesentlichen flachen Form, wobei der Modulrahmen (82) ein Paar von horizontalen und parallelen Hauptträgern (64) ein Paar von mit den Hauptträgern verbundenen und sich zwischen diesen erstreckenden Trägerbauteilen (65) sowie einen mit wenigstens einem Ende jedes Hauptträgers und/oder jedes Trägerbauteiles verbundenen Verbinder (7) aufweist, umfassend die folgenden Schritte:

Lagern der Komponenten (64, 65) des Modulrahmens (82) auf einer Lagervorrichtung (12) in einer vorbestimmten Position während des Zusammenschweißens,

Halten von zwei oder mehreren Verbindern (7) auf entsprechenden Verbinder- Halteklammern (21, 33), die einen Teil der Lagervorrichtung (12) bilden,

Positionieren der Verbinder-Halteklammern (21, 33), so daß sie sich in vorbestimmten Positionen zueinander befinden, anschließend an entsprechende Enden der Komponenten (64, 65), und Anschweißen der Verbinder (7) an diese Enden.

2. Verfahren zum Zusammenbauen eines Modulrahmens zum Zusammenbau als Teil einer größeren Struktur mit einer dreidimensionalen Form, an der Ausrüstungsteile zu befestigen sind, wobei der Modulrahmen (1) ein Paar von horizontalen und parallelen Hauptträgern (2), ein Paar von mit den Hauptträgern verbundenen und sich zwischen diesen erstreckenden Trägerbauteilen (3), eine sich vertikal von jeder Verbindung der Hauptträger mit den Trägerbauteilen erstreckende Tragesäule (6) sowie einen mit wenigstens einem Ende jedes Hauptträgers und/oder jedes Trägerbauteiles und/oder jeder Tragesäule verbundenen Verbinder (7) aufweist, umfassend die folgenden Schritte:

Lagern der Komponenten (2, 3, 6) des Modulrahmens (1) auf einer Lagervorrichtung (12) in einer vorbestimmten Position während des Zusammenschweißens,

Positionieren der Verbinder-Halteklammern (21, 33), so daß sie sich in vorbestimmten Positionen zueinander befinden, anschließend an entsprechende Enden der Komponenten (2, 3, 6), und Anschweißen der Verbinder (7) an diese Enden.

3. Verfahren zum Zusammenbauen eines Modulrahmens zum Zusammenbau als Teil einer größeren Struktur mit einer dreidimensionalen Form, an der Ausrüstungsteile zu befestigen sind, wobei der Modulrahmen (75) ein horizontales und im wesentlichen rechteckiges Bodenbauteil (74), eine sich vertikal von jeder Ecke des Bodenbauteiles erstreckende Tragesäule (66) sowie einen mit wenigstens einem Ende jeder Tragesäule verbundenen Verbinder (7) aufweist, umfassend die folgenden Schritte:

Lagern der Komponenten (74, 66) des Modulrahmens (75) auf einer Lagervorrichtung (12) in einer vorbestimmten Position während des Zusammenschweißens,

Positionieren der Verbinder-Halteklammern (21, 33), so daß sie sich in vorbestimmten Positionen zueinander befinden anschließend an entsprechende Enden der Tragesäulen (66), und Anschweißen der Verbinder (7) an diese Enden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend die folgenden Schritte: Positionieren der Komponenten (64, 65; 23, 6; 74, 66) zueinander, sie Zusammenschweißen, Entfernen von Schweißverzug der geschweißten Abschnitte und anschließend Verbinden der Verbinder (7) mit wenigstens einigen der Komponenten.

5. Modulare Struktur, umfassend eine Mehrzahl von nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zusammengebauten Rahmenmodulen die miteinander mittels ihrer Verbinder (7) verbunden sind wobei sich die Verbinder (7) jedes Rahmenmodules in vorbestimmten Positionen zueinander befinden und die modulare Struktur in einer größeren Struktur, etwa dem Maschinenraum eines Schiffes, aufgenommen ist, und wobei wenigstens eines der Rahmenmodule (1) über einen zwei mit dem Rahmenmodul (1) bzw. der größeren Struktur verbundene Winkelplatten sowie zwei weitere, über Bolzen (55, 56), welche durch Löcher (59, 60V 61, 62) reichen, von denen wenigstens einige wahlweise die Form von länglichen Schlitzen aufweisen können, mit gegenüberliegenden Seiten der Winkelplatten verbundene Platten umfassenden Kuppler mit der größeren Struktur verbunden ist.

6. Modulare Struktur umfassend eine Mehrzahl von nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zusammengebauten Rahmenmodulen, die miteinander mittels ihrer Verbinder (7) verbunden sind, wobei sich die Verbinder (7) jedes Rahmenmodules in vorbestimmten Positionen zueinander befinden und die modulare Struktur in einer größeren Struktur, etwa dem Maschinenraum eines Schiffes, aufgenommen ist, und wobei wenigstens eines der Rahmenmodule (1) über einen eine Führungsschiene (91), die mit der größeren Struktur verbunden ist und dazu dient, sie zu verstärken, umfassenden Kuppler mit der größeren Struktur verbunden ist.