BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein modulares Rahmensystem für Stapelverbünde im Industrieanlagenbau zur Aufnahme von funktional koppelbaren

Anlagenteilen oder Anlagenkomponenten, wobei die Rahmen des Systems in beliebiger orthogonaler Ausrichtung Stapel- und koppelbar ausgeführt sind, gemäß der Lehre des Anspruches 1.

Aus der DE 2724831 C2 ist ein Rahmentragwerk für die Montage von Anlagen vorbekannt, das aus in baukastenartiger Skelettbauweise

Montagezellen bildenden Rahmen besteht.

Die Rahmen sind in einzelne Stützen und Träger unterteilt, wobei den einzelnen Stützen und Trägern lösbare Verbindungsmittel zum

demontierbaren Verbinden der Stützen und der Träger zugeordnet sind.

Die miteinander verbundenen Stützen und Träger bilden kubische

Montagezellen, welche als Einheitsprofil mit gleicher Länge und gleichem Querschnitt ausgebildet sind. In einer Weiterbildung sind den Stützen und Trägern Boden- bzw. Deckelemente und gegebenenfalls Wandelemente mit gleicher Kantenlänge und gleichen Verbindungsmitteln zugeordnet. Die Verbindungsmittel sind bevorzugt als Schnellverschlüsse ausgeführt. Die vorbekannte Lehre dient zur Ausgestaltung transportabler Aufbereitungs anlagen, welche verladungsfähig sein müssen.

Bei einer Ausführungsform der Lösung nach DE 2724831 C2 ergibt sich ein Rastersystem mit kubischen Montagezellen, die nebeneinander und übereinander unter Bildung eines Rahmentragwerkes in statischem

Verbund montierbar sind. Die entsprechenden Zellen nehmen die

notwendigen Komponenten für eine beispielhafte Anlage zur Aufbereitung von Mineralien auf.

Die DE 20320217 Ul zeigt ein Rahmengerüst für einen

personenbegehbaren Container. Der Container besteht aus Rahmenstreben, wobei das Rahmengerüst eine im Wesentlichen quaderförmige Außenkontur mit sechs im Wesentlichen rechtwinkelig zueinander angeordneten

Außenflächen mit Rahmenöffnungen aufweist.

Mindestens vier der sechs Außenflächen sind gleich groß und mit gleich großen Rahmengerüstöffnungen ausgebildet. Die Rahmenstreben weisen Fixierungsmittel zum lösbaren Befestigen eines an die Außenkontur des Rahmengerüstes bündig anschließenden Rahmengerüsts mit gleicher quaderförmiger Außenkontur und Fixierungsmitteln zum lösbaren

Befestigen eines Klappelementes und/oder zum lösbaren Befestigen eines in eine Rahmengerüstöffnung einsetzbaren Ausfachungselementes auf.

Bei der metallischen Rahmenstruktur einer containerförmigen mobilen Behausung nach DE 10 2012 103 719 B4 sind horizontale

Bodenhauptprofile miteinander lösbar zu einem Bodenrahmen verbunden. Weiterhin sind horizontale Dachhauptprofile ebenfalls miteinander lösbar zu einem Dachrahmen in Verbindung stehend.

Stützprofile dienen der beabstandeten Verbindung zwischen Bodenrahmen und Dachrahmen. Die Stützprofile sind weiterhin derart ausgebildet und angeordnet, dass bei einer Stapelung zweier oder mehrerer

Rahmenstrukturen aufeinander eine aufgestapelte weitere Rahmenstruktur vorwiegend mittels der vertikalen Stützprofile gestützt wird.

Zusammenfassend ist es also bekannt, Rahmen auszubilden, die

Gegenstände oder Ausrüstungen aufnehmen können. Derartige Rahmen können geschlossen, zum Beispiel als Container oder offen, zum Beispiel als sogenanntes Skid, ausgeführt werden.

Den bekannten Bauarten ist gemeinsam, dass diese nur unter einer bestimmten Ausrichtung, im Regelfall übereinander, stapelbar sind, um einen sogenannten Stapelverbund zu schaffen. Darüber hinaus lassen sich nur Rahmen mit gleichen Abmessungen stapeln und verbinden.

Aus dem Industrieanlagenbau sind verschiedene modulare Montagesysteme bekannt. Derartige bekannte Systeme zielen auf die Ausführung

vorgefertigter, standardmäßiger Rahmen mit unterschiedlichen Abmessungen, um Anlagenkomponenten und Ausrüstungsteile mit unterschiedlichen Dimensionen und unterschiedlicher Masse aufzunehmen.

Aus dem Vorgenannten ist es Aufgabe der Erfindung, ein

weiterentwickeltes modulares Rahmensystem für Stapelverbünde im

Industrieanlagenbau zur Aufnahme von funktional koppelbaren

Anlagenteilen oder Anlagenkomponenten anzugeben, wobei die Rahmen des Systems in beliebiger orthogonaler Ausrichtung Stapel- und koppelbar auszuführen sind und die Möglichkeit bestehen soll, die entsprechenden Rahmen bereits mit Anlagenkomponenten zu konfektionieren, die derartig konfektionierten Rahmen zu verladen, zu transportieren, dann vor Ort in ihre funktionale notwendige Lage, zum Beispiel in eine vertikale Lage zu überführen, wobei sich durch eine momentfreie Vorortkoppelung der einzelnen Rahmen eine selbsttragende Konfiguration ergibt, so dass die entsprechende Anlage ohne weitere bautechnische oder konstruktive Maßnahmen in Betrieb genommen werden kann. In gleicher Weise ist eine derartige Anlage rückbaubar. Die einzelnen Rahmen sollen so weit wie möglich wiederverwendbar sein, so dass sich insgesamt ein geringerer kostenseitiger, aber auch montageseitiger Aufwand ergibt. Das

erfindungsgemäße modulare Rahmensystem dient demnach der Bildung von selbsttragenden Stapelverbünden und nimmt anlagentypische Einbauten transport- und grundsätzlich in betriebnahmefähig auf.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch das modulare

Rahmensystem gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und

Weiterbildungen umfassen.

Es wird demnach von einem modularen Rahmensystem für Stapelverbünde, insbesondere zur Anwendung im Industrieanlagenbau zur Aufnahme von funktional koppelbaren Anlagenteilen oder Anlagenkomponenten

ausgegangen.

Die Rahmen des Systems sind in beliebiger orthogonaler Ausrichtung Stapel- und koppelbar ausgeführt. Erfindungsgemäß sind kubische erste Rahmen vorgesehen, welche jeweils aus mit Riegeln verbundenen Eckstützen bestehen. Mehrere erste Rahmen können zu vertikal

verbundenen Rahmensegmenten gefügt werden.

Weiterhin sind zweite Rahmen vorgesehen, welche aus mindestens zwei dauerhaft, mit einem Abstand, verbundenen ersten Rahmen bestehen.

Diese zweiten Rahmen bilden demnach verbundene horizontale

Rahmensegmente.

Die Rahmen sind als also statisch bestimmende, primäre Rahmenteile und die Anlagenteile oder Anlagenkomponenten aufnehmende sekundäre

Rahmenteile ausgebildet.

Die zweiten Rahmen sind als transportfähige Einheiten statisch so realisiert und verbunden, dass die Anlagenteile oder Anlagenkomponenten während eines Transportes in horizontaler Lage sicher aufgenommen werden. Darüber hinaus sind die zweiten Rahmen so ausgeführt, dass ein Aufrichten vor Ort in eine vertikale Lage ohne zusätzliche Maßnahmen oder Beschädigung der in den Rahmen befindlichen Anlagenteilen oder

Anlagenkomponenten erfolgen kann.

Die für die jeweilige Industrieanlage erforderliche Anzahl und Anordnung der ersten und zweiten Rahmen mit den aufgenommenen Anlagenteilen oder Anlagenkomponenten bildet vor Ort, das heißt dem

Inbetriebnahmeort der Anlage, einen selbsttragenden Verbund, frei von zusätzlichen statischen Verbänden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die ersten Rahmen so ausgeführt, dass einzelne Riegel Tragelemente für die Lasten der Anlagenteile oder Anlagenkomponenten bilden.

Die momentfreie Koppelung der Rahmen untereinander ist statisch gelenkig ausgeführt und insofern nicht biegesteif.

Erfindungsgemäß ist weiterhin eine gemischte Anordnung von gleich oder unterschiedlich hohen vertikalen zweiten Rahmen mit unterschiedlich oder gleich ausgeführten, verbundenen horizontalen ersten Rahmen. Zwischen den Riegeln und den Eckstützen können Versteifungen

ausgebildet werden.

Die Eckstützen weisen bei einer Ausgestaltung der Erfindung Mittel, z. B. Stapelanschlüsse für die Stapelung mehrerer Rahmen auf.

In einer Weiterbildung der Erfindung können Mittel zum Fixieren von Zwischenbühnen oder zum Befestigen von Schutzgittern oder

Schutzgeländern ausgebildet sein.

Die sekundären Rahmenteile sind, bezogen auf die Vorortbetriebslage der Industrieanlage bevorzugt im Boden des jeweiligen Rahmens ausgebildet. Dort ist eine Unterteilung der Freifläche in kleinere Abschnitte vorgesehen, damit eine Vielzahl von Befestigungspunkten geschaffen werden kann, um die Anlagenteile oder Anlagenkomponenten sicher zu fixieren.

Die Rahmen können mit vorinstallierten und/oder vorverschalteten

Anlagenteilen oder Anlagenkomponenten ausgerüstet und transportierbar ausgebildet werden. Hierfür sind erfindungsgemäß Anschlagpunkte zum Aufrichten und/oder Zurrpunkte zur Transportsicherung vorhanden.

Weiterhin können die Rahmen Fixbefestigungspunkte für eine Überdachung und/oder eine Umhausung bzw. Verkleidung aufweisen. Diese Verkleidung kann zum Beispiel auch akustische oder wärmetechnische Dämmelemente umfassen.

Weiterhin können an den Rahmen Elemente zur Schaffung zentraler

Medienanschlüsse vorhanden sein, um zum Beispiel Elektrizität, Druckluft oder sonstige Medien zu- bzw. abzuführen. Die Rahmen genügen neben den notwendigen statischen Aspekten auch allen Bedingungen hinsichtlich thermisch bedingter Materialausdehnungen und sind in der Lage, durch die Anlagenteile bedingte Kräfte, Vibrationen, Schwingungen oder temperaturbedingte Volumen- oder Längeveränderungen aufzunehmen und entstehende Kräfte spannungsfrei abzuleiten. Die Koppler sind dabei als momentfreie, torsionssichere und zug- sowie drucksteife Anordnungen ausgeführt. Der Segmentquerschnitt der ersten Rahmen ist quadratisch. Grundsätzlich sind die Querschnittsabmessungen der Rahmensegmente je Rahmensystem einheitlich gestaltet, aber vom Maß her frei wählbar, und zwar unter Berücksichtigung statisch vertretbarer Grenzen bezüglich der Profil dimensionierung des primären Rahmens für die vorgesehenen Belastungen und im Hinblick auf transporttechnisch vertretbare Grenzen im

Zusammenhang mit dem hier verbundenen Logistikaufwand .

Die Segmenthöhe der vertikalen Rahmen bestimmt die Höhe der

horizontalen Rahmen. Die Segmenthöhe ist unabhängig von den

Querschnittsabmessungen frei wählbar, wobei die statisch vertretbaren Grenzen bezüglich von Knicklängen der Rahmenstützen Beachtung finden müssen. Gleiches gilt für die bereits erwähnten transporttechnischen Bedingungen im Hinblick auf eine maximale Ladungshöhe.

Mehrere dauerhaft horizontal verbundene erste Rahmen bilden den zweiten Rahmen. Der Abstand von den jeweils verbundenen ersten Rahmen zueinander ist gleich gewählt und berücksichtigt

korrosionsschutztechnische Aspekte.

Die Rahmen sind so ausgeführt, dass die jeweils unteren Riegel die

Tragelemente für die Aufnahme von Belastungen durch die Anlagenteile bilden.

Riegel am oberen Ende eines jeden Rahmens stellen den geometrischen Rahmenabschluss dar.

Die Rahmenabschlusselemente der Rahmen sind in der Lage,

Auffangwannen aufzunehmen, so dass möglicherweise austretende Stoffe beim Betrieb der entsprechenden Industrieanlage sicher aufgefangen werden können.

Bei einer vertikalen verbundenen Anordnung besitzt jeder Rahmen Riegel für die Lastaufnahme. Ein Rahmenabschluss ist dann am oberen Ende der verbundenen Rahmen ausgeführt (siehe Figur 3 - 5). Die statisch kleinste selbsttragende Einheit wird durch eine quadratische

Anordnung von vier ersten Rahmen erreicht, wobei diese auch als zweite

Rahmen der vorstehend beschriebenen Ausführung gestaltet sein können.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und

Figuren näher erläutert werden.

Hierbei zeigen:

Fig . 1 eine perspektivische Darstellung eines typischen kubischen ersten Rahmens in Form eines Rahmensegmentes;

Fig . 2 eine Darstellung eines zweiten Rahmens als maßgeblichen

Baustein, aus zwei mit einem Abstand verbundenen ersten Rahmen, das heißt zwei horizontal verbundenen

Rah men Segmenten;

Fig . 3 eine beispielhafte Anordnung von zwei vertikal verbundenen kubischen ersten Rahmen; d . h. zwei vertikal verbundene Rahmensegmente

Fig . 4 eine Anordnung von drei vertikal verbundenen ersten Rahmen;

d . h. drei vertikal verbundene Rahmensegmente

Fig . 5 eine Anordnung von vier vertikal verbundenen ersten

kubischen Rahmen in vertikaler Ausrichtung; d. h. vier vertikal verbundene Rahmensegmente

Fig . 6 beispielhafte Rahmenverbünde aus verschiedenen vertikal und/oder horizontal gestapelten ersten und zweiten Rahmen; und

Fig . 7 ein Beispiel eines komplexeren Rahmenverbundes mit

Zwischenbühnen, Kopplern und teilweisen Geländeanbau, ohne zeichnerischer Darstellung der aufgenommenen Anlagenkomponenten, Anlagenteile und sonstiger Ausrüstungen für den Betrieb der betreffenden Industrieanlage.

Bei der Darstellung nach Figur 1 ist ein typischer kubischer erster Rahmen gezeigt, der aus Eckstützen besteht, welche umlaufend über Riegel fest miteinander verbunden sind.

Der generelle Aufbau ist so realisiert, dass ein primärer Rahmen 6 als statisch tragender Anteil vorgesehen ist. Der jeweilige primäre Rahmen 6 umfasst die erwähnten Eckstützen und zugehörige Riegel und diagonale Verstärkungen zwischen den betreffenden Riegeln und den betreffenden Eckstützen. Alle weiteren Rahmenteile, die zur Aufnahme der Einbauten, das heißt von Anlagenteil oder Anlagenkomponenten notwendig sind, bilden einen sekundären Rahmen 7 und sind statisch nicht für den

Gesamtverbund relevant. Die Anbindung der sekundären Rahmenteile an den primären Rahmen ist dabei dennoch so zu gestalten, dass dieser nicht überlastet wird.

Es erfolgt also bei jedem Rahmen eine Trennung hinsichtlich der notwendigen statischen Anforderungen einerseits und dem Vorsehen von Mitteln zur Befestigung der Einbauten, und zwar sowohl bei der

Transportüberführung als auch bei dem späteren Errichten und

anschließendem Betrieb der entsprechenden Industrieanlage.

Wie in Figur 2 dargestellt, bilden zwei kubische erste Rahmen einen zweiten Rahmen.

Eine horizontale Verbindung der mindestens zwei ersten Rahmen zur Bildung des zweiten Rahmens als Baugruppe erfolgt beabstandet mit entsprechenden Verbindungsstücken.

Mit dem Bezugszeichen 12 sind hier Anschlüsse für momentfreie Koppler und Zwischenbühnen und mit dem Bezugszeichen 13 Stapelanschlüsse zum Übereinanderstapeln der Rahmen gekennzeichnet. An den mit dem Bezugszeichen 11 gekennzeichneten Stellen können Geländer, aber auch Verkleidungen fixiert werden. Die ersten Rahmen können mit angepassten primären Rahmenteilen

(Eckstützen) doppelt bis n-fach übereinander angeordnet werden, so dass insgesamt verschieden hohe vertikale zweite Rahmen als vertikal verbundene Rahmensegmente und statisch tragende Einheiten ergeben, wie dies in den Figuren 3 bis 5 beispielhaft gezeigt ist.

An den Eckstützen oder den Riegeln können Anschlagpunkte zum

Aufrichten, aber auch Zurrpunkte als Transportsicherung vorgesehen werden. Die Ausbildung der vertikal verbundenen Rahmensegmente wie beispielhaft in den Figuren 3 bis 5 gezeigt, sowie die Ausführung von Freiräumen in den Zwischenböden entspricht den anlagenbedingten

Notwendigkeiten. Die vertikal verbundenen Rahmensegmente sind von der Statik so ausgelegt, dass ein vormontierter, mit Ausrüstungsteilen liegender Transport möglich ist und vor Ort mit hülfe von Hebezeugen oder gleichen Mitteln aufgerichtet, das heißt in eine vertikale Lage überführt werden kann.

Insofern sind die entsprechenden Rahmensysteme zu Stapelverbünden gefügt, wie es beispielhaft in den Figuren 6 und 7 gezeigt ist. Zusätzlich sind bei diesen Darstellungen noch Zwischenbühnen 9 sowie Geländer montiert.

Wie bereits kurz Umrissen, werden vertikal verbundene Rahmensysteme aus mehreren Rahmen liegend transportiert und erst vor dem Einbau in den endgültigen Rahmenverbund ausgerichtet.

Das erfindungsgemäße System gestattet ein gemischtes Stapeln und Koppeln verschieden hoher vertikaler Rahmen mit unterschiedlichen horizontalen Rahmen zum Zweck der Schaffung selbsttragender

Stapelverbünde. Entsprechend realisierte Rahmen bilden eine geeignete Basis für den modularen, Industrieanlagenbau.

Mit Hilfe der Rahmen lassen sich beliebige Anlagenstrukturen aufbauen, welche gegliedert durch die Anordnung von Ausrüstungen, Anlagenteilen oder Anlagenkomponenten in den jeweiligen Rahmen modular gestaltbar sind . Insofern besteht die Möglichkeit einer Austauschbarkeit und Wieder verwendung einzelner Module. Zur Schaffung der Begehbarkeit eines entsprechend realisierten

Rahmensystems besteht die Möglichkeit, Bühnen innerhalb der primären Rahmen als dort vorhandenen sekundären Anteil zu integrieren, so dass ein Zugang zu den Ausrüstungen und Anlagenteilen innerhalb der entsprechenden Rahmen des Systems gewährleistet wird.

Zur Herstellung der selbsttragenden Rahmenverbünde lassen sich die Rahmen durch entsprechend angeordnete Anschlüsse untereinander direkt und kurz als Koppler oder mit größerem Abstand für Zwischenbühnen 9 ausgestalten. Die Verbindung der übereinander gestapelten Rahmen wird mittels ober- und unterseitig an allen Rahmen angeordneten Anschlüssen 13 realisiert.

Die Abmessungen der einzelnen Rahmen sind durch die geschilderten Systemregeln derart aufeinander abgestimmt, so dass auch Rahmen verschiedener Bauformen im Rahmensystem einen Stapelverbund bilden können. So können beispielsweise horizontale Rahmen mit vertikalen Rahmen gemeinsam zu einem Stapelverbund angeordnet werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Ausbildung der horizontalen Rahmen

geometrisch nach den Regeln der vertikalen Rahmen erfolgt.

Dadurch, dass die Rahmen mit allseitig angeordneten Anschlüssen versehen sind, ist es möglich, unabhängig von der späteren Ausrichtung des Rahmens im Rahmenverbund an beliebiger Stelle Geländer,

Verkleidungen oder dergleichen Mittel anzuordnen.