DE102017205795A1

DE102017205795A1 - Machining device for in-situ machining of prefabricated holes

Info

Publication number: DE102017205795A1
Application number: DE102017205795.5A
Authority: DE
Inventors: Rick Giesel; Marat Visajtaev
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2017-04-05
Filing date: 2017-04-05
Publication date: 2018-10-11
Also published as: WO2018184784A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mobile Bearbeitungseinrichtung (1) für eine in-situ Bearbeitung von vorgefertigten Bohrungen (2), insbesondere von Bohrungen (2) zweier miteinander verbundener Kupplungsflansche (3a, 3b), umfassend eine Spanneinheit (6) mit einem Grundkörper (7) hohlzylindrischer Grundform, der eine Längsachse (X) definiert und in eine Kupplungsbohrung axial einschiebbar ist, und einer an dem Grundkörper (7) vorgesehenen Spannhülse (9), welche den Grundkörper (7) umgibt und betätigbar ist, um einen Spannbereich der Spannhülse (9) radial nach außen zu bewegen und/oder aufzuweiten und so den Grundkörper (7) in einer Kupplungsbohrung zu fixieren,
einen Werkzeughalter (W), welcher den Grundkörper (7) axial durchgreift und um die Längsachse (X) des Grundkörpers (7) rotierbar sowie axial bewegbar gelagert ist, wobei an einem vorderen axialen Ende des Werkzeughalters (W) Spannmittel (15) zur Anbringung eines Werkzeugs (W) vorgesehen oder anbringbar sind und an dem hinteren axialen Ende des Werkzeughalters (W) Kupplungsmittel (21) zur Verbindung des Werkzeughalters (W) mit einer Antriebseinheit (6) vorgesehen sind.

The invention relates to a mobile processing device (1) for in-situ processing of prefabricated bores (2), in particular bores (2) of two interconnected coupling flanges (3a, 3b), comprising a clamping unit (6) with a base body (7). hollow cylindrical basic shape, which defines a longitudinal axis (X) and is axially insertable into a coupling bore, and a clamping sleeve (9) provided on the base body (7) which surrounds the base body (7) and is operable to define a clamping region of the clamping sleeve (9 ) to move radially outward and / or widen and so fix the base body (7) in a coupling bore,
a tool holder (W), which passes through the base body (7) axially and is rotatable about the longitudinal axis (X) of the base body (7) and axially movable, wherein at a front axial end of the tool holder (W) clamping means (15) for attachment a tool (W) are provided or attachable and at the rear axial end of the tool holder (W) coupling means (21) for connecting the tool holder (W) with a drive unit (6) are provided.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bearbeitungseinrichtung für eine in-situ Bearbeitung von vorgefertigten Bohrungen, insbesondere von Bohrungen zweier miteinander verbundener Kupplungsflansche. Im speziellen sollen mit einer solchen mobilen Bearbeitungseinrichtung die Kupplungsbohrungen von Generator- und Turbinenkupplungen nachgearbeitet werden.The present invention relates to a processing device for an in-situ processing of prefabricated bores, in particular bores of two interconnected coupling flanges. In particular, the coupling bores of generator and turbine clutches are to be reworked with such a mobile processing device.

Strukturmechanische Analysen einer Generatorkupplung eines V64.3 Gasturbinenverbandes ergaben, dass eine erhöhte mechanische Beanspruchung im Bereich der Kupplungsbohrungen vorliegt. Speziell kann es an den Übergangsradien der Flachsenkungen zu den Anlageflächen der Kupplungsbohrungen zu hohen lokalen Spannungskonzentrationen kommen, die zu einer Rissbildung verbunden mit einem Risswachstum in der Generatorkupplung führen können.Structural mechanical analyzes of a generator clutch of a V64.3 gas turbine group showed that there is an increased mechanical stress in the area of the coupling bores. Specifically, at the transition radii of the counterbores to the contact surfaces of the coupling bores, high local stress concentrations may result, which can lead to cracking associated with crack growth in the generator coupling.

Im Zuge einer Designverbesserung soll der Übergangsradius von den Flachsenkungen zu ihrer Anlagefläche vergrößert werden. Hierzu ist es erforderlich, auch den Kupplungs-Verschnittdurchmesser zu erweitern. Hierbei besteht das Problem, dass die Kupplungsbohrungen der Generatorkupplung von beiden Kupplungsseiten her schlecht zugänglich sind, weshalb konventionelle Maschinen nicht zum Einsatz kommen können. Weiterhin müssen im Rahmen der Bearbeitung die jeweiligen Bearbeitungseinrichtungen an jeder zu bearbeitenden Kupplungsbohrung neu ausgerichtet werden, was zu langen Rüst- und Bearbeitungszeiten führt.In the course of a design improvement, the transition radius should be increased from the subsidence to its contact surface. For this it is necessary to extend the coupling waste diameter. The problem here is that the coupling bores of the generator clutch are difficult to access from both sides of the coupling, which is why conventional machines can not be used. Furthermore, as part of the machining, the respective machining devices must be realigned on each coupling bore to be machined, which leads to long set-up and machining times.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bearbeitungseinrichtung zu schaffen, die auch bei beengten Platzverhältnissen einsetzbar ist und eine in-situ Nachbearbeitung von Kupplungsbohrungen bei montierter Kupplung und lediglich temporär demontiertem Kupplungsbolzen ermöglicht.The object of the invention is therefore to provide a processing device that can be used even in confined spaces and an in-situ post-processing of coupling holes with mounted clutch and only temporarily disassembled coupling pin allows.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Bearbeitungseinrichtung umfassend
eine Spanneinheit mit einem Grundkörper hohlzylindrischer Grundform, der eine Längsachse definiert und in eine Kupplungsbohrung axial einschiebbar ist, und einer an dem Grundkörper vorgesehenen Spannhülse, welche den Grundkörper umgibt und betätigbar ist, um einen Spannbereich der Spannhülse radial nach außen zu bewegen und/oder aufzuweiten und so den Grundkörper in einer Kupplungsbohrung zu fixieren,
einen Werkzeughalter, welcher den Grundkörper axial durchgreift und um die Längsachse des Grundkörpers rotierbar sowie axial bewegbar gelagert ist, wobei an einem vorderen axialen Ende des Werkzeughalters Spannmittel zur Anbringung eines Werkzeugs vorgesehen oder anbringbar sind Kupplungsmittel zur Verbindung des hinteren axialen Endes des Werkzeughalters mit einer Antriebseinheit vorgesehen sind.This object is achieved by a processing device comprising
a tensioning unit having a basic body of hollow cylindrical basic shape, which defines a longitudinal axis and can be inserted axially into a coupling bore, and a clamping sleeve provided on the basic body, which surrounds the basic body and can be actuated to radially move and / or widen a clamping region of the clamping sleeve and so to fix the main body in a coupling bore,
a tool holder, which passes axially through the base body and is rotatable and axially movable about the longitudinal axis of the tool holder, wherein at a front axial end of the tool holder clamping means for attaching a tool provided or attachable coupling means for connecting the rear axial end of the tool holder with a drive unit are provided.

Der Erfindung liegt somit die Überlegung zugrunde, die Bearbeitungseinrichtung in der zu bearbeitenden Kupplungsbohrung selbst festzuspannen. Hierzu umfasst die Bearbeitungseinrichtung eine Spanneinheit mit einem zylindrischen Grundkörper, welcher in die jeweilige Kupplungsbohrung eingeschoben und darin über die Spannhülse gleichzeitig festgespannt und zentriert werden kann.The invention is therefore based on the idea to clamp the processing device itself in the coupling bore to be machined. For this purpose, the processing device comprises a clamping unit with a cylindrical base body, which can be inserted into the respective coupling bore and simultaneously tightened and centered therein via the clamping sleeve.

Aufwendige Ausrichtungsmaßnahmen können somit entfallen.Elaborate alignment measures can thus be omitted.

Ferner umfasst die Bearbeitungseinrichtung neben der zentralen Spanneinheit zwei weitere Baugruppen, nämlich den Werkzeughalter, welcher die Spanneinheit axial durchgreift und im Bereich seiner vorderen Stirnfläche das Betätigungswerkzeug trägt, sowie eine Antriebseinheit, welche mit dem hinteren Endbereich des Werkzeughalters gekoppelt oder koppelbar ist, um den Werkzeughalter rotierend anzutreiben. Die drei Baugruppen werden erst zu der Bearbeitungseinrichtung fertig montiert, wenn die Spanneinheit in der zu bearbeitenden Kupplungsbohrung montiert ist. Dabei erfolgt die Montage der Antriebseinheit von der einen Seite, der Rückseite der Kupplungsbohrung erfolgt, während der Werkzeughalter von der anderen, vorderen Seite her in den Grundkörper der Spanneinheit eingeschoben wird. Auf diese Weise ist der für die Montage benötigte Raum vergleichsweise gering, so dass die erfindungsgemäße Bearbeitungseinrichtung auch für Generatorkupplungen eingesetzt werden kann, die von beiden Kupplungsseiten her schlecht zugänglich sind.In addition to the central clamping unit, the machining device further comprises two further assemblies, namely the tool holder, which axially engages through the clamping unit and carries the actuating tool in the region of its front end face, and a drive unit which is coupled or coupleable to the rear end portion of the tool holder, around the tool holder to drive in rotation. The three assemblies are not completely assembled until the processing device when the clamping unit is mounted in the coupling bore to be machined. In this case, the assembly of the drive unit from the one side, the back of the coupling bore takes place while the tool holder is inserted from the other, front side into the main body of the clamping unit. In this way, the space required for the assembly is comparatively small, so that the processing device according to the invention can also be used for generator clutches that are difficult to access from both sides of the coupling.

Der Grundkörper kann grundsätzlich einteilig ausgebildet sein, aus Montagegründen kann es jedoch zweckmäßig sein, den Grundkörper axial in mehrere Grundkörperelemente zu unterteilen, die von beiden Kupplungsseiten her in die Kupplungsbohrung eingeschoben und miteinander verbunden, beispielsweise zusammengesteckt oder verschraubt werden. Durch die axiale Teilung des Grundkörpers können die Grundkörperelemente kurz ausgebildet werden, so dass ihre deren Montage wenig Platz erfordert.The basic body can basically be formed in one piece, but for reasons of assembly it may be expedient to subdivide the main body axially into a plurality of basic body elements, which are inserted from both sides of the coupling into the coupling bore and connected to one another, for example plugged together or screwed. Due to the axial division of the main body, the basic body elements can be made short, so that their assembly requires little space.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Spannhülse auf den Grundkörper axial von seinem vorderen Ende her aufgeschoben ist, und dass auf das vordere Ende des Grundkörpers eine Spannmutter aufgeschraubt ist, die mit der Spannhülse derart wirkverbunden ist, dass die Spannhülse durch Verdrehen der Spannmutter um die Längsachse betätigbar ist.According to one embodiment of the present invention, it is provided that the clamping sleeve is pushed onto the main body axially from its front end, and that on the front end of the body, a clamping nut is screwed, which is operatively connected to the clamping sleeve, that the clamping sleeve by turning the clamping nut is actuated about the longitudinal axis.

Bei dieser Ausgestaltung erfolgt die Betätigung der Spannhülse in einfacher Weise durch Verdrehen der Spannmutter. Beispielsweise kann die Spannhülse an ihrer Innenseite mit Konusflächen versehen sein, die von den axialen Enden der Spannhülse zu deren Mitte zulaufend ausgebildet sind. Die Konusflächen wirken bei dieser Ausführungsform mit korrespondierenden, ebenfalls konusförmigen Außenflächen von zwei Spannbuchsen, welche auf den Grundkörper aufgeschoben sind und die Spannhülse innenseitig abstützen, in der Weise zusammen, dass die Spannhülse radial auseinandergedrückt wird, wenn die Spannbuchsen zusammengedrückt werden. Die entsprechende Druckkraft kann über die Spannmutter aufgebracht werden, die dann mit der vorderen Spannbuchse direkt oder indirekt in Kontakt stehen muss, um die vordere Spannbuchse nach hinten in Richtung der hinteren Spannbuchse zu drücken, die axial an einer Anlagefläche des Grundkörpers abgestützt ist oder anderweitig daran gehindert wird, sich axial nach hinten zu bewegen. Andere Betätigungsmechanismen für eine Spannhülse sind ebenfalls denkbar. Beispielsweise kann die Spanneinheit nach Art eines hydraulisch betätigbaren Dehnspanndorns ausgebildet sein, wie er im Bereich der Spanntechnik insbesondere zum Spannen von Werkzeugen eingesetzt wird. In this embodiment, the actuation of the clamping sleeve takes place in a simple manner by turning the clamping nut. For example, the clamping sleeve may be provided on its inner side with conical surfaces which are formed tapering from the axial ends of the clamping sleeve to the center. The conical surfaces act in this embodiment with corresponding, likewise conical outer surfaces of two clamping bushes which are pushed onto the base body and support the clamping sleeve on the inside, in such a way that the clamping sleeve is radially pressed apart when the clamping bushes are pressed together. The corresponding compressive force can be applied via the clamping nut, which then has to be directly or indirectly in contact with the front clamping bushing, in order to push the front clamping bushing backwards in the direction of the rear clamping bush, which is supported axially on a contact surface of the main body or otherwise is prevented from moving axially to the rear. Other actuating mechanisms for a clamping sleeve are also conceivable. For example, the clamping unit may be designed in the manner of a hydraulically actuated Dehnspanndorns, as used in the field of clamping technology in particular for clamping tools.

Zur Betätigung der Spannmutter weist diese zweckmäßigerweise an ihrer von der Spannhülse wegweisenden vorderen Stirnfläche mehrere gleichmäßig entlang des Umfangs verteilt angeordnete Vertiefungen für den Eingriff eines Betätigungswerkzeugs auf, wobei diese Vertiefungen insbesondere zur Außenumfangsfläche der Spannmutter offen sein können.For actuation of the clamping nut, this expediently has at its front end surface facing away from the clamping sleeve a plurality of evenly distributed along the circumference arranged recesses for the engagement of an actuating tool, said recesses may be open in particular to the outer peripheral surface of the clamping nut.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Werkzeughalter in dem Grundkörper durch Gleitlager oder durch Wälzlager, insbesondere durch Nadellager, um die Längsachse rotierbar gelagert sein.In a further embodiment of the invention, the tool holder can be rotatably mounted in the base body by plain bearings or by roller bearings, in particular by needle bearings, about the longitudinal axis.

An dem Werkzeughalter ist bei einer Ausführungsform der Erfindung ein Spannmittel in Form eines Klemmhalters vorgesehen oder fixiert. Dabei kann der Werkzeughalter in seiner vorderen Stirnfläche eine Aufnahme für einen Drehmeißel aufweisen, wobei in die Aufnahme mehrere Gewindebohrungen münden, in welcher Spannschrauben zur Fixierung des Drehmeißels in der Aufnahme eingeschraubt sind oder einschraubbar sind. Ebenso kann der Werkzeughalter eine Aufnahme für Bohrstange aufweisen.On the tool holder, in one embodiment of the invention, a clamping means in the form of a clamping holder is provided or fixed. In this case, the tool holder may have in its front end face a receptacle for a turning tool, wherein in the recording several threaded holes open, are screwed in which clamping screws for fixing the turning tool in the receptacle or are screwed. Likewise, the tool holder may have a receptacle for boring bar.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebseinheit mit einem Antrieb, insbesondere einem pneumatischen Antrieb, vorgesehen, wobei eine Antriebswelle des Antriebs mit dem Werkzeughalter über die Kupplungsmittel wirkverbunden ist, um den Werkzeughalter rotierend anzutreiben. In bevorzugter Weise erstreckt sich der Antrieb in der Längsrichtung des Grundkörpers und insbesondere parallel zu diesem, wobei seine Antriebswelle am hinteren Ende des Antriebs vorgesehen ist. Mit anderen Worten erstreckt sich der Antrieb parallel zu der Spanneinheit. Der Abstand ist dabei so gewählt, dass der Antrieb im montierten Zustand radial außerhalb der Kupplungsflansche positioniert ist, was zu einer kompakten Gestaltung beiträgt. Um den Abstand zwischen der Längsachse, um welche der Werkzeughalter rotiert, und dem Antrieb zu überbrücken, ist die Antriebswelle des Antriebs mit dem Werkzeughalter über ein Getriebe, insbesondere über ein Zahnriemengetriebe, wirkverbunden.According to a further embodiment of the present invention, a drive unit with a drive, in particular a pneumatic drive, is provided, wherein a drive shaft of the drive is operatively connected to the tool holder via the coupling means to drive the tool holder in rotation. Preferably, the drive extends in the longitudinal direction of the body and in particular parallel to this, with its drive shaft is provided at the rear end of the drive. In other words, the drive extends parallel to the clamping unit. The distance is chosen so that the drive is positioned radially outside the coupling flanges in the assembled state, which contributes to a compact design. In order to bridge the distance between the longitudinal axis, about which rotates the tool holder, and the drive, the drive shaft of the drive with the tool holder via a transmission, in particular via a toothed belt transmission, operatively connected.

Dabei weist das Getriebe ein angetriebenes Ritzel auf, das - insbesondere in einem Gehäuse der Antriebseinheit - koaxial zu der Längsachse und um diese rotierbar gelagert und mit dem Werkzeughalter über dessen Kupplungsmittel lösbar verbunden ist, um den Werkzeughalter rotierend anzutreiben. In dem Fall, dass das Getriebe als Zahnriemengetriebe ausgestaltet ist, ist das Ritzel als Zahnriemenscheibe ausgebildet, welche mit einer an der Antriebswelle vorgesehenen Zahnriemenscheibe über einen Zahnriemen wirkverbunden ist.In this case, the transmission has a driven pinion, which - in particular in a housing of the drive unit - mounted coaxially to the longitudinal axis and rotatable about this and releasably connected to the tool holder via the coupling means to drive the tool holder rotating. In the case that the transmission is designed as a toothed belt transmission, the pinion is designed as a toothed belt pulley, which is operatively connected to a toothed belt pulley provided on the drive shaft via a toothed belt.

In weiterer Ausgestaltung kann das Getriebe eine Zwischenwelle aufweisen, welche in das Ritzel eingreift und darin drehfest, aber axial verschiebbar gehalten ist und die mit dem Werkzeughalter über dessen Kupplungsmittel lösbar verbunden ist. Die Zwischenwelle kann dabei als Keilwelle ausgebildet sein, wobei dann entsprechend das Ritzel oder eine darin fixierte, insbesondere eingepresste Zwischenbuchse als Keilwellennabe ausgebildet ist, in welche die Keilwelle axial verschiebbar, aber drehfest eingreift.In a further embodiment, the transmission may have an intermediate shaft which engages in the pinion and rotatably therein, but is held axially displaceable and which is detachably connected to the tool holder via the coupling means. The intermediate shaft can be formed as a splined shaft, in which case the pinion or a fixed, in particular pressed-in intermediate bushing is designed as a splined shaft, in which the splined shaft engages in an axially displaceable manner, but in a rotationally fixed manner.

Um den Werkzeughalter axial zu verstellen ist ein Verstellmechanismus vorgesehen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist dieser eine Gewindestange auf, welche koaxial zu der Längsachse verläuft und an der Zwischenwelle axialfest, aber um die Längsachse rotierbar gehalten ist. Ferner weist der Verstellmechanismus ein Schneckenradgetriebe auf, das mit der Gewindestange in Eingriff steht und manuell oder über einen motorischen Antrieb betätigbar ist, um die Gewindestange axial zu verstellen, wobei Führungsmittel vorgesehen sind, die ein Verdrehen der Gewindestange um die Längsachse verhindern. Mit anderen Worten sind die Führungsmittel vorgesehen, um die Gewindestange geradlinig zu führen und gegen ein Verdrehen zu sichern. Hierzu kann an der hinteren Stirnfläche der Gewindestange ein Führungsbolzen festgeschraubt sein, der in eine korrespondierende Führungsnut einer Axialführung eingreift, die an einem Gehäuse des Schneckenradgetriebes gehalten ist, welches wiederrum an dem Getriebegehäuse fixiert ist. Dabei wird der axiale Verstellweg des Werkzeughalters zweckmäßiger Weise durch Anschläge begrenzt. Beispielsweise kann die Führungsnut der Axialführung eine dem gewünschten Verstellweg korrespondierende Länge besitzen. Ebenso ist es möglich, verstellbare Anschläge vorzusehen.To adjust the tool holder axially an adjusting mechanism is provided. According to one embodiment of the invention, this has a threaded rod which is coaxial with the longitudinal axis and axially fixed to the intermediate shaft, but held rotatable about the longitudinal axis. Further, the adjusting mechanism comprises a worm gear which engages the threaded rod and is manually or mechanically actuatable to axially displace the threaded rod, with guide means being provided to prevent the threaded rod from rotating about the longitudinal axis. In other words, the guide means are provided to guide the threaded rod in a straight line and to secure against rotation. For this purpose, a guide pin can be screwed to the rear end face of the threaded rod, which engages in a corresponding guide groove of an axial guide which is held on a housing of the worm gear, which in turn on the Gearbox is fixed. The axial displacement of the tool holder is expediently limited by stops. For example, the guide groove of the axial guide may have a length corresponding to the desired adjustment path. It is also possible to provide adjustable stops.

Die Verbindung zwischen der Zwischenwelle und dem Werkzeughalter kann beispielsweise über eine Spannschraube erfolgen, welche den Werkzeughalter durchgreift und in eine Gewindebohrung, welche in der vorderen Stirnfläche der Zwischenwelle ausgebildet ist, eingeschraubt ist. Ferner können in den zueinander weisenden Stirnseiten des Werkzeughalters und der Zwischenwelle Eingriffskonturen vorgesehen sein, die formschlüssig in Eingriff bringbar sind, um eine drehfeste Verbindung zwischen den Bauteilen herzustellen.The connection between the intermediate shaft and the tool holder can be done for example via a clamping screw, which passes through the tool holder and into a threaded bore which is formed in the front end face of the intermediate shaft, is screwed. Furthermore, engagement contours can be provided in the mutually facing end faces of the tool holder and the intermediate shaft, which can be brought into positive engagement in order to produce a rotationally fixed connection between the components.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform einer Bearbeitungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

1 eine Bearbeitungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Vorderansicht,
2 die Bearbeitungseinrichtung in perspektivischer Rückansicht,
3 in Längsschnitt die Bearbeitungseinrichtung im eingebauten Zustand,
4 eine Spanneinheit der Bearbeitungseinrichtung aus 1 in perspektivischer Darstellung,
5 einen Werkzeughalter der Bearbeitungseinrichtung aus 1 in perspektivischer Darstellung von schräg hinten,
6 den Werkzeughalter der Bearbeitungseinrichtung aus 1 in perspektivischer Vorderansicht,
7 eine Antriebseinheit der Bearbeitungseinrichtung in perspektivischer Vorderansicht,
8 die Antriebseinheit aus 7 in perspektivischer Rückansicht,
9 in Längsschnittansicht die Spanneinheit aus 4 im eingebauten Zustand und
10 eine der 9 entsprechende Längsschnittansicht mit zusätzlich montierter Antriebseinheit.

Hereinafter, an embodiment of a processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawing shows:

1 a processing device according to the present invention in a perspective front view,
2 the processing device in a perspective rear view,
3 in longitudinal section, the processing device in the installed state,
4 a clamping unit of the processing device 1 in perspective,
5 a tool holder of the processing device 1 in perspective from obliquely behind,
6 the tool holder of the processing device 1 in a perspective front view,
7 a drive unit of the processing device in a perspective front view,
8th the drive unit off 7 in perspective rear view,
9 in longitudinal section view of the clamping unit 4 in the installed state and
10 one of the 9 corresponding longitudinal section view with additionally mounted drive unit.

In der Zeichnung ist eine mobile Bearbeitungseinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die dazu dient, vorhandene Bohrungen 2 in einer Turbinen- oder GeneratorKupplung 3 nachzubearbeiten. Konkret geht es darum, hohe lokale Spannungskonzentrationen an Übergangsradien im Bereich von Flachsenkungen der Kupplungsbohrungen 2 und damit verbundene Rissbildungen an der Kupplung 3 zu vermeiden, indem die Übergangsradien durch Erweiterung des Durchmessers der Flachsenkungen vergrößert werden. Die Bearbeitung der Kupplungsbohrungen 2 soll dabei in-situ erfolgen, was bedeutet, dass die Kupplungsflansche 3a, 3b der Kupplung 3 miteinander verbunden bleiben und die Verschraubung nur im Bereich der zu bearbeitenden Kupplungsbohrung 2 selbst gelöst wird.In the drawing is a mobile processing device 1 shown in the present invention, which serves to existing holes 2 rework in a turbine or generator clutch 3. Specifically, it is about high local stress concentrations at transition radii in the area of depression of the coupling holes 2 and associated cracking on the coupling 3 to avoid by the transition radii be enlarged by increasing the diameter of the flattening. The machining of the coupling bores 2 should be done in situ, which means that the coupling flanges 3a . 3b the clutch 3 remain connected to each other and the screw only in the area of the coupling bore to be machined 2 itself is solved.

Die Bearbeitungseinrichtung 1 umfasst drei Baugruppen, nämlich eine zentrale Spanneinheit 4, über welche die Bearbeitungseinrichtung 1 in einer zu bearbeitenden Kupplungsbohrung 2 festgespannt werden kann, einen Werkzeughalter 5, welcher die Spanneinheit 4 axial durchgreift und im Bereich seiner vorderen Stirnfläche ein Bearbeitungswerkzeug W hier in Form eines Drehmeißels trägt, sowie eine Antriebseinheit 6, welche mit dem hinteren Endbereich des Werkzeughalters 5 gekoppelt ist, um den Werkzeughalter 5 rotierend anzureiben.The processing device 1 comprises three assemblies, namely a central clamping unit 4 over which the processing device 1 in a coupling bore to be machined 2 can be tightened, a tool holder 5 which is the clamping unit 4 axially passes through and carries in the region of its front end face a machining tool W here in the form of a turning tool, and a drive unit 6 connected to the rear end portion of the tool holder 5 is coupled to the tool holder 5 to be rotated.

Wie insbesondere die 1 bis 4 gut erkennen lassen, besitzt die Spanneinheit 4 einen Grundkörper 7 hohlzylindrischer Grundform, der eine Längsachse X definiert und in die zu bearbeitende Kupplungsbohrung 2 axial eingeschoben ist. Der Grundkörper 7 ist axial unterteilt in zwei hohlzylindrische Grundkörperelemente 7a, 7b, die ineinandergesteckt und miteinander verspannt sind. In der 4 sind radiale Gewindebohrungen 8 für entsprechende Spannschrauben angedeutet.How the particular 1 to 4 good to recognize, owns the clamping unit 4 a basic body 7 hollow cylindrical basic shape, which defines a longitudinal axis X and in the coupling bore to be machined 2 is inserted axially. The main body 7 is axially divided into two hollow cylindrical body elements 7a . 7b which are nested and braced together. In the 4 are radial threaded holes 8th indicated for corresponding clamping screws.

Die Spanneinheit 4 umfasst ferner eine Spannhülse 9, welche auf das vordere Grundkörperelement 7a von dessen Vorderseite her aufgeschoben ist und betätigt werden kann, um einen Spannbereich der Spannhülse 9 radial nach außen zu bewegen bzw. aufzuweiten und so den Grundkörper 7 in der Kupplungsbohrung 2 zu fixieren. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Spannhülse 9 an ihrer Innenseite mit Konusflächen 10 versehen, die von den axialen Enden der Spannhülse 9 zu deren Mitte zulaufen. Die Konusflächen 10 wirken mit korrespondierenden, ebenfalls konusförmigen Außenflächen 11 von zwei Spannbuchsen 12, welche auf den Grundkörper 7 aufgeschoben sind und die Spannhülse 8 innenseitig abstützen, in der Weise zusammen, dass die Spannhülse 8 radial auseinandergedrückt wird, wenn die Spannbuchsen 12 zusammengedrückt werden. Zur Erzeugung einer entsprechenden Druckkraft umfasst die Spanneinheit 4 eine Spannmutter 13, die auf das vordere Endes des Grundkörpers 7 aufgeschraubt ist und mit der vorderen Spannbuchse 12 in Kontakt steht, so dass diese unter Aufweitung der Spannhülse 9 nach hinten, d.h. in der Zeichnung nach rechts, in Richtung der hinteren Spannbuchse 11 gedrückt wird, die axial an einer Anlagefläche des Grundkörpers 6 abgestützt ist, um die Spanneinheit 4 in der Kupplungsbolzenbohrung zu fixieren. Wie insbesondere in der 4 erkennbar ist, sind in der vorderen Stirnfläche der Spannmutter 13 mehrere gleichmäßig entlang des Umfangs verteilt angeordnete Vertiefungen 13a für den Eingriff eines Betätigungswerkzeugs ausgebildet, die zur Außenumfangsfläche der Spannmutter 13 offen sind.The clamping unit 4 further comprises a clamping sleeve 9 pointing to the front main body element 7a pushed from the front side and can be actuated to a clamping range of the clamping sleeve 9 to move radially outward or widen and so the main body 7 in the coupling bore 2 to fix. In the illustrated embodiment, the clamping sleeve 9 on the inside with conical surfaces 10 provided by the axial ends of the clamping sleeve 9 run to the middle. The cone surfaces 10 act with corresponding, also cone-shaped outer surfaces 11 of two clamping bushes 12 , which on the basic body 7 are deferred and the clamping sleeve 8th support the inside, in the way that the clamping sleeve 8th is radially pressed apart when the clamping bushes 12 be compressed. To generate a corresponding pressure force, the clamping unit comprises 4 a clamping nut 13 pointing to the front end of the main body 7 is screwed on and with the front clamping bush 12 is in contact, so this under widening of the clamping sleeve 9 to the rear, ie in the drawing to the right, in the direction of the rear clamping bush 11 is pressed, the axially on a Contact surface of the body 6 is supported to the clamping unit 4 to fix in the coupling pin bore. As in particular in the 4 can be seen, are in the front face of the clamping nut 13 a plurality of evenly distributed along the circumference arranged depressions 13a formed for the engagement of an actuating tool, the outer peripheral surface of the clamping nut 13 are open.

Der Werkzeughalter 5 besitzt einen im Wesentlichen hülsenartig ausgebildeten Abschnitt mit einer Längsbohrung, der das vordere Grundkörperelement 7a des Grundkörpers 7 axial durchgreift. Dabei ist der Werkzeughalter 5 in dem vorderen Grundkörper 7a durch Nadellager 14 um die Längsachse X rotierbar gelagert.The tool holder 5 has a substantially sleeve-like section with a longitudinal bore, which is the front body member 7a of the basic body 7 penetrates axially. Here is the tool holder 5 in the front body 7a by needle bearing 14 rotatably mounted about the longitudinal axis X.

An dem vorderen axialen Ende des Werkzeughalters 5 sind Spannmittel 15 zur Anbringung des Werkzeugs W vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Spannmittel 15 in Form eines Klemmhalters ausgebildet, der in seiner vorderen Stirnfläche eine Aufnahme 16a für einen Drehmeißel sowie eine zentrale Bohrung 16b für ein Bohrwerkzeug aufweist. In die Aufnahme 16a münden seitlich mehrere Gewindebohrungen 17, in welche Spannschrauben 18 zur Fixierung des Drehmeißels in der Aufnahme 16a eingeschraubt sind. Wie die 6 erkennen lässt, ist die Aufnahme zu einem radialen Randbereich des Werkzeughalters 5 offen. In ihr gegenüberliegendes, geschlossenes Ende mündet eine Gewindebohrung 19, in die eine Schraube 20 eingedreht ist, welche als Anschlag zur Positionierung des Drehmeißels in der Aufnahme 16a dient.At the front axial end of the tool holder 5 are clamping devices 15 intended for attachment of the tool W. In the present embodiment, the clamping means 15 formed in the form of a clamping holder, which in its front end face a receptacle 16a for a lathe tool and a central bore 16b for a drilling tool. In the recording 16a open laterally several threaded holes 17 , in which clamping screws 18 for fixing the turning tool in the receptacle 16a are screwed in. As the 6 can recognize, is the recording to a radial edge region of the tool holder 5 open. In her opposite, closed end opens a threaded hole 19 into which a screw 20 is screwed, which as a stop for positioning the turning tool in the recording 16a serves.

Schließlich sind Kupplungsmittel 21 zur Verbindung des Werkzeughalters 5 mit der Antriebseinheit 6 vorgesehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Kupplungsmittel eine Spannschraube 21 vorgesehen, welche den Werkzeughalter 5, d.h. die Längsbohrung des hülsenartigen Abschnitts, axial durchgreift und aus dessen hinterem Endbereich vorsteht, um eine drehfeste Verbindung mit einer Zwischenwelle 22 der Antriebseinheit 6 herzustellen.Finally, there are coupling agents 21 for connecting the tool holder 5 with the drive unit 6 intended. In the illustrated embodiment is a clamping screw as coupling means 21 provided which the tool holder 5 that is, the longitudinal bore of the sleeve-like portion, axially engages and protrudes from the rear end portion to a rotationally fixed connection with an intermediate shaft 22 the drive unit 6 manufacture.

Die Antriebseinheit 6 umfasst einen pneumatischen Antrieb 23, welcher sich parallel zu dem Grundkörper 7 erstreckt und dabei einen solchen Abstand von dem Grundkörper 7 hat, dass der pneumatische Antrieb 23 radial außerhalb der Kupplungsflansche 3a, 3b liegt. Der pneumatische Antrieb 23 ist dabei derart ausgerichtet, dass seine Antriebswelle 24 nach hinten aus einem Anschlussflansch 25 des Antriebs 23 vorsteht.The drive unit 6 includes a pneumatic drive 23 , which is parallel to the main body 7 extends and at a distance from the main body 7 that has the pneumatic drive 23 radially outside the coupling flanges 3a . 3b lies. The pneumatic drive 23 is aligned in such a way that its drive shaft 24 to the rear from a connection flange 25 of the drive 23 protrudes.

Die Antriebswelle 24 ist mit dem Werkzeughalter 5 über ein Getriebe 26, hier ein Zahnriemengetriebe, wirkverbunden. Das Getriebe 26 umfasst ein Ritzel in Form einer Zahnriemenscheibe 27, die auf der Antriebswelle 24 des pneumatischen Antriebs 23 sitzt, und ein korrespondierendes, ebenfalls als Zahnriemenscheibe 28 ausgebildetes Ritzel, welches in einem an dem Gehäuse 25 des Antriebs 23 festgeschraubten Getriebegehäuse 26a der Antriebseinheit 6 über Kugellager 30 um die Längsachse X rotierbar gelagert ist und mit der an der Antriebswelle 24 vorgesehenen Zahnriemenscheibe 27 über einen Zahnriemen 29 verbunden ist, welcher um die Zahnriemenscheiben 27, 28 läuft.The drive shaft 24 is with the tool holder 5 via a gearbox 26 , here a toothed belt transmission, operatively connected. The gear 26 includes a pinion in the form of a toothed belt pulley 27 on the drive shaft 24 the pneumatic drive 23 sits, and a corresponding, also as a toothed belt pulley 28 trained pinion, which in one on the housing 25 of the drive 23 bolted gearbox 26a the drive unit 6 over ball bearings 30 is mounted rotatably about the longitudinal axis X and with the on the drive shaft 24 provided toothed belt pulley 27 via a toothed belt 29 which is connected to the pulleys 27 . 28 running.

Zu dem Getriebe 26 gehört ferner die erwähnte Zwischenwelle 22, die als Keilwelle ausgebildet ist und mit einer als Keilwellennabe ausgebildeten und in die untere angetriebene Zahnriemenscheibe 28 eingepresste Zwischenbuchse 31 eingreift und darin axial verschiebbar, aber drehfest gehalten ist. In ihrer vorderen Stirnfläche weist die Zwischenwelle 22 eine Gewindebohrung 32 auf, über welche sie axial mit dem Werkzeughalter 5 über die Spannschraube 21 verspannt ist. Dabei kommen an den zueinander weisenden Stirnseiten des Werkzeughalters 5 und der Zwischenwelle 22 vorgesehene Eingriffskonturen 5a, 22a formschlüssig in Eingriff, um eine drehfeste Verbindung zwischen den Bauteilen herzustellen.To the transmission 26 further includes the mentioned intermediate shaft 22 , which is formed as a splined shaft and formed as a spline hub and driven in the lower toothed belt pulley 28 pressed-in intermediate socket 31 engages and axially displaceable therein, but is held against rotation. In its front face, the intermediate shaft 22 a threaded hole 32 on which they are axial with the tool holder 5 over the clamping screw 21 is tense. In this case, come to the mutually facing end faces of the tool holder 5 and the intermediate shaft 22 intended engagement contours 5a . 22a positively engaged to produce a rotationally fixed connection between the components.

Zu der Antriebeinheit 6 gehört ferner ein Verstellmechanismus, der dazu dient, den Werkzeughalter 5 axial in der Kupplungsbohrung 2 zu verstellen. Der Verstellmechanismus umfasst eine Gewindestange 33, welche koaxial zu der Längsachse X verläuft und an der Zwischenwelle 22 axialfest gehalten ist. Dabei greift die Gewindestange 33 in das hintere axiale Ende der Zwischenwelle 22 ein und ist darin über Kugellager 34 rotierend gelagert, so dass die Zwischenwelle 22 und entsprechend der mit ihr verbundene Werkzeughalter 5 relativ zu der Gewindestange 33 um die Längsachse X rotieren können. Der Verstellmechanismus besitzt weiterhin ein Schneckenradgetriebe 35, das mit der Gewindestange 33 in Eingriff steht und manuell oder über einen motorischen Antrieb betätigbar ist, um die Gewindestange 33 axial zu verstellen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Handrad 36 vorgesehen, über welches das Schneckenradgetriebe 35 betätigt werden kann. Es können auch Kupplungsmöglichkeiten für den Anschluss eines Akkuschraubers vorgesehen sein.To the drive unit 6 also includes an adjustment mechanism that serves to the tool holder 5 axially in the coupling bore 2 to adjust. The adjustment mechanism includes a threaded rod 33 which is coaxial with the longitudinal axis X and at the intermediate shaft 22 is held axially fixed. The threaded rod engages 33 in the rear axial end of the intermediate shaft 22 one and is in over ball bearings 34 rotatably mounted, so that the intermediate shaft 22 and according to the associated tool holder 5 relative to the threaded rod 33 can rotate about the longitudinal axis X. The adjusting mechanism further has a worm gear 35 that with the threaded rod 33 engages and is manually or via a motor drive operable to the threaded rod 33 to be adjusted axially. In the illustrated embodiment is a handwheel 36 provided, via which the worm gear 35 can be operated. It can also be provided coupling options for connecting a cordless screwdriver.

Weiterhin sind Führungsmittel vorgesehen, welche die Gewindestange geradlinig führen und gegen ein Verdrehen um die Längsachse X sichern. Hierzu ist an der hinteren Stirnfläche der Gewindestange 33 ein Führungsbolzen 37 festgeschraubt, der in eine korrespondierende Führungsnut 38 einer Axialführung 39 eingreift, die an einem Schneckenradgetriebegehäuse 40 des Schneckenradgetriebes 35 gehalten ist, welches wiederrum an dem Getriebegehäuse 26a fixiert ist. Die Führungsnut 38 gibt auch den maximalen Verstellweg des Werkzeughalters 5 vor.Furthermore, guide means are provided, which guide the threaded rod in a straight line and secure against rotation about the longitudinal axis X. This is on the rear end face of the threaded rod 33 a guide pin 37 screwed into a corresponding guide groove 38 an axial guide 39 engages, which on a worm gear housing 40 of the worm gear 35 is held, which in turn on the transmission housing 26a is fixed. The guide groove 38 also gives the maximum adjustment of the tool holder 5 in front.

Um eine Kupplungsbohrung 2 zu bearbeiten, wird zunächst die Spanneinheit 4 in die Kupplungsbohrung 2 axial von deren Vorderseite her, d.h. in 9 von links, eingeschoben und die Spannhülse 9 durch Verdrehung der Spannmutter 13 betätigt, um die Spanneinheit 4 in der Kupplungsbohrung 2 festzuspannen und zu zentrieren (siehe 9). Anschließend wird die Antriebseinheit 6 montiert, indem die Zwischenbuchse 31 in das hintere Grundkörperelement 7b von der Rückseite der Kupplungsbohrung 2 her eingeschoben wird (siehe 10). Nun wird der Werkzeughalter 5 in den Grundkörper 7 der Spanneinheit 4 von dessen Vorderseite her eingeschoben, bis er in Kontakt mit der Zwischenwelle 22 der Antriebseinheit 6 kommt und die Eingriffskonturen 5a, 22a des Werkzeughalters 5 und der Zwischenwelle 22 miteinander in Eingriff gebracht werden können, um eine drehfeste Verbindung zwischen den beiden Bauteilen herzustellen. In diesem Zustand werden der Werkzeughalter 5 und die Zwischenwelle 22 miteinander verspannt, indem die Spannschraube 15 in den Werkzeughalter 5 eingeschoben und in die Gewindebohrung 32 der Zwischenwelle 22 eingeschraubt wird. Abschließend wird der Drehmeißel W in die Aufnahme 16a des Werkzeughalters 5 eingesetzt, darin positioniert und durch die Spannschrauben 18 festgespannt. Nun kann eine Drehbearbeitung der Kupplungsbohrung 2 erfolgen, indem der Werkzeughalter 5 durch Betätigung des Antriebs 6 in Rotation versetzt und über den Verstellmechanismus axial verstellt wird.To a coupling hole 2 to process, first the clamping unit 4 in the coupling bore 2 axially from the front side, ie in 9 from the left, pushed in and the clamping sleeve 9 by twisting the clamping nut 13 pressed to the clamping unit 4 in the coupling bore 2 to tighten and center (see 9 ). Subsequently, the drive unit 6 mounted by the intermediate bushing 31 in the rear body element 7b from the back of the coupling bore 2 is inserted (see 10 ). Now the toolholder becomes 5 into the main body 7 the clamping unit 4 inserted from the front until it is in contact with the intermediate shaft 22 the drive unit 6 comes and the engagement contours 5a . 22a of the tool holder 5 and the intermediate shaft 22 can be engaged with each other to produce a rotationally fixed connection between the two components. In this state, the tool holder 5 and the intermediate shaft 22 clamped together by the clamping screw 15 in the tool holder 5 inserted and into the threaded hole 32 the intermediate shaft 22 is screwed in. Finally, the turning tool W in the recording 16a of the tool holder 5 inserted, positioned therein and by the clamping screws 18 tightened. Now, a turning of the coupling bore 2 done by the tool holder 5 by actuating the drive 6 set in rotation and adjusted axially via the adjusting mechanism.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

Mobile processing device (1) for in-situ processing of prefabricated bores (2), in particular bores (2) of two interconnected coupling flanges (3a, 3b) a tensioning unit (6) having a basic body (7) of hollow cylindrical basic shape which defines a longitudinal axis (X) and axially insertable into a coupling bore, and a clamping sleeve (9) provided on the base body (7) surrounding the base body (7) and can be actuated in order to move and / or widen a clamping region of the clamping sleeve (9) radially outwards and thus fix the basic body (7) in a coupling bore, a tool holder (W), which passes through the base body (7) axially and is rotatable about the longitudinal axis (X) of the base body (7) and axially movable, wherein at a front axial end of the tool holder (W) clamping means (15) for attachment a tool (W) are provided or attachable and at the rear axial end of the tool holder (W) coupling means (21) for connecting the tool holder (W) with a drive unit (6) are provided.

Processing device (1) according to Claim 1 , characterized in that the clamping sleeve (9) on the base body (7) is pushed axially from its front end, and in that on the front end of the base body (7) a clamping nut (13) is screwed, which with the clamping sleeve (9 ) is operatively connected such that the clamping sleeve (9) by rotation of the clamping nut (13) about the longitudinal axis (X) is actuated.

Processing device (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the clamping nut (13) on its front of the clamping sleeve (9) facing away from a plurality of evenly distributed circumferentially spaced recesses (13a) for engaging an actuating tool, wherein the recesses in particular to the outer peripheral surface of the clamping nut (13 ) are open.

Machining device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the tool holder (W) in the base body (7) by slide bearings or rolling bearings, in particular by needle bearings (14), about the longitudinal axis (X) is rotatably mounted.

Processing device (1) according to Claim 4 , characterized in that on the tool holder (W) a clamping means (15) is provided or fixed in the form of a clamping holder, and / or that the tool holder (W) in its front end face has a receptacle (16a) for a turning tool, wherein the receptacle (16a) several threaded holes (17, 19) open into which clamping screws for fixing the turning tool in the receptacle (16a) are screwed.

Machining device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a drive unit (6) with a drive, in particular a pneumatic drive (23) is provided, wherein a drive shaft (24) of the drive with the tool holder (W) on the Coupling means (21) is operatively connected to drive the tool holder (W) in rotation.

Processing device (1) according to Claim 6 , characterized in that the drive in the longitudinal direction of the base body (7), and in particular extends parallel thereto, wherein the drive shaft (24) is provided at the rear end of the drive.

Processing device (1) according to Claim 6 or 7 , characterized in that the drive shaft (24) with the tool holder (W) via a gear (26), in particular a toothed belt transmission, is operatively connected.

Processing device (1) according to Claim 8 , characterized in that the gear (26) has a driven pinion which is rotatably mounted coaxially to the longitudinal axis (X) and around this in particular in a housing (25) of the drive unit (6) and with the tool holder (W) via the coupling means (21) is detachably connected to drive the tool holder (W) in rotation.

Processing device (1) according to Claim 9 , characterized in that the pinion is designed as a toothed belt pulley (28) which is connected to a on the drive shaft (24) provided for the toothed belt pulley (27) via a toothed belt (29).

Processing device (1) according to Claim 9 or 10 , characterized in that the gear (26) has an intermediate shaft (22) which engages the pinion and rotatably therein, but is axially displaceable and which is releasably connected to the tool holder (W) via the coupling means (21).

Processing device (1) according to Claim 11 , characterized in that the intermediate shaft (22) is designed as a splined shaft and the pinion or fixed therein, in particular pressed intermediate bushing (31) is designed as a spline hub, in which the spline shaft axially displaceable, but rotatably engaged.

Machining device (1), characterized in that an adjusting mechanism is provided in order to adjust the tool holder (W) axially.

Processing device (1) according to Claim 12 , characterized in that the adjusting mechanism has a threaded rod (33) which is coaxial with the longitudinal axis (X) and axially fixed on the intermediate shaft (30) but held rotatable about the longitudinal axis (X), and the adjusting mechanism further comprises a worm gear (35 ) which is in engagement with the threaded rod (33) and manually or via a motor drive (23) is operable to adjust the threaded rod (33) axially, wherein guide means are provided, the rotation of the threaded rod (33) to prevent the longitudinal axis (X).

Processing device (1) according to Claim 14 , characterized in that the axial displacement of the tool holder (W) is limited by stops.

Processing device (1) according to one of Claims 6 to 15 , characterized in that the drive unit (6) represents a closed unit.