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Die vorliegende Erfindung betrifft eine mobile Bearbeitungsmaschine zum segmentweisen in-situ Bearbeiten eines um eine Drehachse drehbaren Bauteils, insbesondere einer Komponente einer Turbine.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum segmentweisen in-situ Bearbeiten eines in einem ortsfesten Körper drehbar um eine Drehachse gelagerten Bauteils.
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Zur Stromerzeugung werden in Kraftwerken häufig Gasturbinen eingesetzt, um durch die Verbrennung von Gas elektrischen Strom zu generieren. Eine solche Gasturbine weist üblicherweise ein Turbinengehäuse und einen Rotor auf. Der Rotor besitzt zumeist eine zentrale Welle, welche in dem Turbinengehäuse um eine ortsfeste Drehachse drehbar gelagert ist und verschiedene axial zueinander versetzte, d.h. gestapelte Komponenten, insbesondere Räder mit Turbinenschaufeln trägt. Die einzelnen Komponenten sind dabei drehfest mit der Welle gekoppelt und rotieren somit gemeinsam mit dieser. Axial zwischen solchen mit der Welle gekoppelten Komponenten können auch gehäusefeste Komponenten, beispielsweise ein Diffusor, angeordnet sein, wobei zwischen den rotierenden Komponenten und den gehäusefesten Komponenten ein definierter Axialspalt ausgebildet sein muss. Da die gehäusefesten Komponenten die Welle vollständig umgeben, sind sie Bestandteil der Stapelfolge und können nicht ohne weiteres entnommen werden.
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Solche Komponenten von Gasturbinen eines Kraftwerks sind während des Betriebs hohen mechanischen und/oder thermischen Belastungen ausgesetzt. Beispielsweise können aufgrund der hohen Betriebstemperaturen Kriechvorgänge auftreten, so dass sich Spaltmaße zwischen zwei Komponenten ändern können, was aufgrund der veränderten Temperatureinwirkungen zu Folgeschäden an der Turbine führen kann. Vor diesem Hintergrund ist es häufig erforderlich, die Komponenten im Rahmen von Wartungsarbeiten einer mechanischen Bearbeitung zu unterziehen. Beispielsweise werden im Rahmen von solchen Wartungsarbeiten ringförmig umlaufende axiale Vorsprünge von Komponenten mittels einer mechanischen Bearbeitung gekürzt, um einen Axialspalt zwischen zwei Komponenten vergrößern zu können.
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Steht eine mechanische Bearbeitung einer Komponente an, so besteht bisher die einzige Möglichkeit darin, die Welle gemeinsam mit den an dieser gehaltenen Komponenten und den gehäusefesten Komponenten zunächst aus dem Turbinengehäuse zu entnehmen. Entsprechend muss in der Regel zunächst das Turbinengehäuse demontiert werden. Nach der Entnahme der Welle und der Komponenten muss die Welle entstapelt werden, d.h. die einzelnen Komponenten müssen von der Welle entnommen werden. Erst dann kann die einzelne Komponente in einer geeigneten Fertigungseinrichtung, beispielsweise einer CNC-Bearbeitungsmaschine, bearbeitet werden. Nach der Bearbeitung ist es erforderlich, den Rotor wieder zu stapeln und in das Turbinengehäuse einzusetzen. Eine solche Vorgehensweise ist jedoch sehr zeitaufwändig.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine mobile Bearbeitungsmaschine zum in-situ Bearbeiten eines um eine Drehachse drehbaren Bauteils, insbesondere einer Komponente einer Turbine, sowie ein Verfahren zum in-situ Bearbeiten eines solchen Bauteils bereitzustellen, so dass eine zeitsparende Bearbeitung ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe ist bei einer mobilen Bearbeitungsmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass diese einen Grundkörper, an dem Befestigungsmittel vorgesehen sind, um den Grundkörper an einem relativ zur Drehachse ortsfesten Körper, der die Drehachse definiert, insbesondere an einem Turbinengehäuse, lösbar anzubringen, ein Trägerelement, welches am Grundkörper entlang einer kreisbogenförmigen Führungsbahn um eine C-Achse verfahrbar gehalten ist, und ein Werkzeugmodul, welches an dem Trägerelement gehalten ist und ausgebildet ist, ein Werkzeug, insbesondere ein spanendes Werkzeug, bevorzugt eine Schleifscheibe oder ein Scheibenfräser, aufzunehmen, aufweist, wobei das Werkzeugmodul an dem Trägerelement quer, insbesondere radial zur C-Achse linear verstellbar angeordnet ist.
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Ferner ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bei einem Verfahren zum segmentweisen in-situ Bearbeiten der eingangs genannten Art gelöst, welches die folgenden Schritte umfasst:
- a) Bereitstellen einer Bearbeitungsmaschine, welche ausgelegt ist, das Bauteil über ein Umfangssegment zu bearbeiten, und Anbringen der Bearbeitungsmaschine an dem ortsfesten Körper;
- b) Bearbeiten eines ersten Umfangssegments des Bauteils unter Einsatz der Bearbeitungsmaschine;
- c) Drehen des Bauteils um seine Drehachse um einen vorbestimmten Winkel;
- d) Bearbeiten eines weiteren Umfangsegments des Bauteils unter Einsatz der Bearbeitungsmaschine;
- e) Wiederholen der Schritte c) und d), bis das Bauteil über seinen gesamten Umfang bearbeitet ist.
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Der Erfindung liegt die grundsätzliche Überlegung zugrunde, das zu bearbeitende Bauteil nicht mehr wie bisher aus dem Turbinengehäuse auszubauen, um es zu überarbeiten, sondern es im Turbinengehäuse zu belassen, somit eine in-situ-Bearbeitung zu ermöglichen. Dazu ist eine sukzessivs Bearbeitung des Bauteils vorgesehen. Hierzu werden nacheinander Umfangssegmente bearbeitet, und wird das zu bearbeitende Bauteil zum Bearbeiten des nächsten Segments um einen definierten Winkel gedreht. Handelt es sich bei dem zu bearbeitenden Bauteil um eine Komponente einer Turbine, welche auf einer Welle gestapelt ist, so entfällt das Demontieren aus dem Turbinengehäuse und das aufwändige Entstapeln der Komponenten.
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Bei der erfindungsgemäßen mobilen Bearbeitungseinrichtung ist ein Werkzeugmodul vorgesehen, welches ein entsprechendes Werkzeug zur Bearbeitung trägt und relativ zu einem Grundkörper, welcher an einem feststehenden Körper, insbesondere an einem Turbinengehäuse, befestigbar ist, entlang von zwei Freiheitsgraden verfahrbar ist.
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Zum einen ist das Werkzeugmodul entlang einer kreisbogenförmigen Führungsbahn um eine C-Achse verfahrbar, was bedeutet, dass es entlang einer Kreisbahn bewegt und positioniert werden kann. Ferner ist es quer, insbesondere radial zur C-Achse und somit zur Kreisbahn verstellbar, so dass es auf die C-Achse zu und von dieser weg bewegt und relativ zu dieser positioniert werden kann.
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Demzufolge kann das Werkzeug beim Bearbeiten eines Segments zunächst radial derart positioniert werden, dass es in das zu bearbeitende Bauteil eingreift, und anschließend in Umfangsrichtung entlang der kreisbogenförmigen Führungsbahn bewegt wird, um das Bauteil über ein erstes Umfangssegment zu bearbeiten. Bevorzugt fällt dabei die C-Achse der Bearbeitungsmaschine mit der Drehachse des Bauteils zusammen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine erstreckt sich die kreisbogenförmige Führungsbahn über einen Mittelpunktwinkel um die C-Achse von mindestens 20° und/oder höchstens 40°. Aus der Erstreckung der kreisbogenförmigen Führungsbahn ergibt sich die Anzahl der Umfangssegmente, die bearbeitet werden müssen, um ein Bauteil über seinen vollen Umfang zu bearbeiten. Bei einem Mittelpunktwinkel um die C-Achse von 20° ergeben sich somit 18 Segmente, bei einem Mittelpunktwinkel von 40° ergeben sich 9 Segmente, um das Bauteil über den gesamten Umfang zu bearbeiten.
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Bevorzugt ist das Trägerelement mittels einer Profilführung am Grundkörper um die C-Achse verfahrbar gehalten. In konkreter Ausgestaltung kann die Profilführung ein am Grundkörper vorgesehenes Doppelprofil aufweisen, welches formschlüssig in ein korrespondierendes, am Trägerelement vorgesehenes Gegenprofil eingreift. Durch ein Doppelprofil wird eine stabile Führung des Trägerelements relativ zum Grundkörper entlang der kreisbogenförmigen Führungsbahn realisiert.
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Um eine präzise und gleichzeitig stabile Führung des Trägerelements relativ zum Grundkörper zu erreichen, kann die Profilführung ein Schwalbenschwanz - oder ein T-Profil aufweisen, welches in eine korrespondierende Gegenkontur am Trägerelement formschlüssig eingreift. Derartige Profile ermöglichen die Übertragung hoher Kräfte bei gleichzeitig präziser Führung und somit eine effektive Bearbeitung des zu bearbeitenden Bauteils. Die Profilführung kann ferner eine Bogenführung mit Linearwälzlagerelementen, bevorzugt Kugeln oder Rollen, aufweisen, um das Trägerelement relativ zum Grundkörper zu führen. Bei einer solchen Kugelumlaufführung oder Rollenumlaufführung sind zwischen dem Trägerelement und einem Führungsprofil Kugeln bzw. Rollen als Wälzelemente angeordnet, mittels derer das Trägerelement gelagert wird. Bei einer Bewegung des Trägerelements relativ zum Führungsprofil bewegen sich die Wälzelemente dabei auf einer geschlossenen, umlaufenden Bahn, welche in dem Trägerelement ausgebildet ist. Eine solche bogenförmige Lagerung mittels einer Kugel- oder Rollenumlaufführung ermöglicht einerseits die Übertragung hoher Kräfte und andererseits einen geringen Reibwert, so dass eine hohe Positioniergenauigkeit und eine leichte Verstellbarkeit gegeben ist.
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Um das Trägerelement relativ zum Grundkörper zu verfahren oder zu positionieren, sind bevorzugt Vorschubmittel vorgesehen. Diese können eine sich bogenförmig entlang des oder parallel zur kreisförmigen Führungsbahn erstreckende Zahnstange und ein Zahnrad, welches mit der Zahnstange in Eingriff steht, umfassen. Eine derartige Verzahnung ermöglicht ein präzises Positionieren des Trägerelements am Grundkörper mit einem geringen Spiel. Bevorzugt ist die Zahnstange am Grundkörper angeordnet und das Zahnrad drehbar am Trägerelement gelagert, wobei das Zahnrad bevorzugt radial außenseitig zur C-Achse mit der Zahnstange in Eingriff steht. Vorteilhaft ist das Zahnrad um eine sich parallel zur C-Achse erstreckende Zahnrad-Drehachse drehbar am Trägerelement gelagert.
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Die Vorschubmittel können ferner eine Antriebseinheit umfassen, welche mit dem Zahnrad gekoppelt ist, um das Zahnrad anzutreiben und das Trägerelement relativ zum Grundkörper zu bewegen. Die Antriebseinheit kann einen Motor in Form eines Elektromotors und/oder eines Hydraulikmotors und/oder eines Pneumatikmotors und insbesondere ein mit dem Motor gekoppeltes Getriebe, bevorzugt ein Planetengetriebe, umfassen. Mit anderen Worten ist am Trägerelement ein Motor vorgesehen, um das Zahnrad anzutreiben und somit eine Drehbewegung des Zahnrads mit Eingriff mit der Zahnstange in eine Bewegung des Trägerelements entlang der kreisförmigen Führungsbahn umzusetzen. Alternativ kann auch ein Handrad vorgesehen sein, um das Zahnrad anzutreiben, so dass das Trägerelement manuell bewegt werden kann.
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Um das Werkzeugmodul relativ zum Trägerelement radial zur C-Achse zu führen, kann eine Linearführung vorgesehen sein. Die Linearführung kann als Kugelumlaufführung oder als Rollenumlaufführung ausgebildet sein. Die Kugelumlaufführung oder Rollenumlaufführung umfasst bevorzugt eine Profilschiene, die insbesondere mehrere Bahnen aufweist, auf welchen Kugelreihen geführt werden und vorliegend im Werkzeugmodul, bevorzugt in einer Zwischenplatte des Werkzeugmoduls, umgelenkt und zurückgeführt werden. Dadurch ergibt sich eine hohe Kraftübertragung bei gleichzeitig geringem Reibungswiderstand.
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Die Linearführung kann mindestens eine, insbesondere zwei Profilschienen umfassen, welche am Trägerelement angeordnet ist/sind und formschlüssig in das Werkzeugmodul, insbesondere in eine Zwischenplatte des Werkzeugmoduls eingreift/eingreifen. Somit kann in an sich bekannter Weise das Werkzeugmodul relativ zum Trägerelement quer, insbesondere radial zur C-Achse geführt werden. Durch die Verwendung von zwei Profilschienen wird dabei eine hohe mechanische Stabilität erreicht, wobei ein Verkippen um eine sich quer bzw. radial zur C-Achse erstreckende Achse sicher verhindert wird.
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In bevorzugter Ausgestaltung dieser Ausführungsform weisen die Profilschienen ein Schwalbenschwanz- oder ein T-Profil auf und greifen in eine korrespondierende Gegenkontur am Werkzeugmodul ein.
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Des Weiteren können Verstellmittel vorgesehen sein, um das Werkzeugmodul relativ zum Trägerelement zu bewegen. Auf diese Weise wird ein Positionieren und ein Verfahren entlang der Linearführung realisiert.
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Bevorzugt umfassen die Verstellmittel einen Antriebsmotor in Form eines Elektromotors und/oder eines Hydraulikmotors und/oder eines Pneumatikmotors und insbesondere ein mit dem Antriebsmotor gekoppeltes Getriebe, bevorzugt ein Planetengetriebe. Ein Elektromotor kann bevorzugt als Schrittmotor ausgebildet sein, wodurch ein besonders genaues Positionieren ermöglicht wird. Anstelle eines Antriebmotors können die Verstellmittel auch ein manuell zu betätigendes Handrad umfassen.
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Der Antriebsmotor kann mit dem Trägerelement fest verbunden, insbesondere mit diesem verschraubt sein, und über ein Schraubgewinde mit dem Werkzeugmodul gekoppelt sein. Über ein Schraubgewinde wird eine rotatorische Bewegung einer Antriebsspindel in eine translatorische Bewegung des Werkzeugmoduls entlang der Linearführung umgesetzt.
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In bevorzugter Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist das Schraubgetriebe als Kugelgewindetrieb ausgebildet und umfasst eine Kugelgewindespindel, welche drehfest mit dem Antriebsmotor gekoppelt ist, sowie eine Kugelgewindemutter, welche fest mit dem Werkzeugmodul verbunden ist, insbesondere in eine in diesem ausgebildete Bohrung eingebracht ist, so dass eine Drehbewegung der Kugelgewindespindel in eine lineare Bewegung des Werkzeugmoduls relativ zum Trägerelement umgesetzt wird. Bei einem solchen Kugelgewindetrieb übertragen eingefügte Kugeln die Kraft zwischen der Kugelgewindespindel und der Kugelgewindemutter. Gegenüber einem konventionellen Schraubgetriebe mit zwei direkt ineinandergreifenden Gewinden ist ein Kugelgewindetrieb durch geringere Reibungskräfte und eine höhere Positioniergenauigkeit gekennzeichnet.
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In weiterer Ausgestaltung der Bearbeitungsmaschine kann das Werkzeugmodul Antriebsmittel umfassen, um ein an dem Werkzeugmodul angebrachtes Werkzeug um eine Werkzeugachse rotierend anzutreiben. Die Antriebsmittel können dabei einen Elektromotor und/oder einen Hydraulikmotor und/oder einen Pneumatikmotor umfassen. Insbesondere ein Hydraulikmotor bzw. einen Pneumatikmotor stellt eine einfache Möglichkeit dar, hohe Antriebsleistungen bei einer raumsparenden Bauweise zu realisieren. Dem gegenüber ist ein Elektromotor hinsichtlich Drehzahl bzw. Leistung besonders leicht regelbar.
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Das Werkzeugmodul kann eine Aufnahme für ein rotierend um eine Werkzeugachse antreibbares Werkzeug aufweisen, wobei sich die Werkzeugachse insbesondere parallel zur C-Achse erstreckt. Eine Erstreckung der Werkzeugachse parallel zur C-Achse ermöglicht er, radial von außen mit einem Scheibenfräser bzw. einer Schleifscheibe in das zu bearbeitende Bauteil einzudringen und einen axialen Vorsprung zu kürzen.
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In an sich bekannter Weise kann die Aufnahme einen Dorn, auf welchen ein Werkzeug mit einer korrespondierenden Öffnung aufschiebbar ist, und Sicherungsmittel, um das Werkzeug auf dem Dorn zu fixieren, umfassen. Die Sicherungsmittel können dabei eine Schraube aufweisen, welche in einer am Dorn ausgebildete Gewindebohrung eingeschraubt wird, um ein aufgeschobenes Werkzeug zu fixieren. Eine derartige Befestigung für ein Werkzeug ist beispielsweise bei mobilen Schleifgeräten üblich, um eine Schleifscheibe, insbesondere eine Trennschleifscheibe aufzusetzen.
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Ferner kann das Werkzeugmodul Absaugmittel umfassen, um bei der Bearbeitung entstehende Späne oder andere Verunreinigungen absaugen zu können. Eine spanende Bearbeitung eines Bauteils ist stets mit der Bildung von Spänen und Staub verbunden, so dass eine Absaugung sinnvoll ist, um ein Verbleiben der Späne an dem bearbeiteten Bauteil zu verhindern. Des Weiteren werden dadurch umliegende Komponenten geschützt, da mit hoher Geschwindigkeit auftreffende Metallspäne Oberflächen beschädigen können.
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Zum gleichen Zweck kann das Werkzeugmodul eine Schutzabdeckung umfassen, so dass die Umgebung beim Bearbeiten vor herumfliegenden Teilen, insbesondere Spänen, geschützt wird.
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Die Befestigungsmittel des Grundkörpers können Bohrungen, insbesondere Langlöcher, aufweisen, um den Grundkörper an einen ortsfesten Grundkörper anzuschrauben. Eine Schraubenverbindung stellt eine einfache Möglichkeit dar, eine schnelle, stabile und gleichzeitig lösbare Verbindung zu realisieren.
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Um eine stabile Abstützung des Grundkörpers zu ermöglichen, kann der Grundkörper eine Auflagefläche zum insbesondere flächigen Anliegen an dem ortsfesten Körper aufweisen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann der Grundkörper eine Grundplatte aufweisen, an welcher eine Auflagefläche zur flächigen Anlage an einem ortsfesten Körper ausgebildet ist, und eine von der Grundplatte insbesondere senkrecht abragende Führungsplatte umfassen, an welcher das Werkzeugmodul bewegbar gehalten ist und welche sich insbesondere parallel zu der vom Kreisbogen aufgespannten Ebene erstreckt.
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Um eine besonders stabile Befestigung der Bearbeitungsmaschine an einem ortsfesten Körper zu ermöglichen, können an der Führungsplatte, insbesondere in einem außenliegenden und von der Grundplatte abgewandten Bereich der Führungsplatte, Stützmittel vorgesehen sein, um den Grundkörper senkrecht zu der vom Kreisbogen aufgespannten Ebene abzustützen. Solche Stützmittel können beispielsweise dazu dienen, den Grundkörper an einer weiteren Komponente an einer Turbine zu befestigen, um eine seitliche Abstützung der Führungsplatte zu realisieren.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner dadurch gekennzeichnet sein, dass eine erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine verwendet wird, wobei bevorzugt die C-Achse der Bearbeitungsmaschine mit der Drehachse des Bauteils zusammenfällt.
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In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es sich bei dem zu bearbeitenden Bauteil um eine Komponente einer Turbine, insbesondere um ein auf einer zentralen Welle der Turbine gestapeltes Bauteil und es sich bei dem ortsfesten Körper um ein Turbinengehäuse oder einen Teil davon handeln. Insbesondere kann das Turbinengehäuse zweiteilig ausgebildet sein und somit zwei Gehäusehälften umfassen, welche an einer Trennebene oder Teilfuge flächig aneinander anliegen.
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Die zu bearbeitende Komponente einer Turbine kann im Normalbetrieb mit dem Gehäuse fest verbunden sein und vor dem Bearbeiten von diesem entkoppelt und drehfest mit einem Rotor bzw. einer zentralen Welle der Turbine gekoppelt werden.
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Bei dem feststehenden Körper kann es sich um eine Gehäusehälfte des Turbinengehäuses handeln und die Bearbeitungsmaschine an einer im Betrieb an der anderen Gehäusehälfte anliegenden Trennebene angebracht sein.
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Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass beim Bearbeiten ein an dem Bauteil ausgebildeter axialer, ringförmig umlaufender Vorsprung gekürzt wird. Konkret kann dabei ein ringförmig umlaufender Abschnitt von dem Bauteil abgetrennt werden.
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Um den ringförmig umlaufenden Abschnitt von dem Bauteil abzutrennen, kann eine radial von außen eingreifende Schleifscheibe oder ein radial von außen eingreifender Scheibenfräser verwendet werden.
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Nach dem Abtrennen des ringförmig umlaufenden Abschnitts kann dieser verkleinert werden.
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Um ein unbeabsichtigtes Verdrehen des Bauteils während des Bearbeitens zu verhindern, kann das Bauteil während des Bearbeitens eines Umfangssegments arretiert werden. Beispielsweise kann die Arretierung dadurch erfolgen, dass das Bauteil an einer anderen Komponente temporär befestigt wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung einer mobilen Bearbeitungsmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin zeigt
- 1 eine Vorderansicht einer mobilen Bearbeitungsmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während der Bearbeitung einer Komponente einer Turbine;
- 2 eine perspektivische Ansicht der Anordnung aus 1;
- 3 eine detaillierte perspektivische Ansicht der Anordnung aus 1;
- 4 eine Detailvorderansicht der Anordnung aus 1;
- 5 eine Detaildraufsicht der Anordnung aus 1.
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Die 1 bis 5 zeigen eine Gasturbinenanordnung mit einer daran befestigten mobilen Bearbeitungsmaschine 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Die Turbinenanordnung umfasst ein ortsfestes Turbinengehäuse, welches eine nicht dargestellte und demontierte obere Gehäusehälfte und eine untere Gehäusehälfte 3 aufweist. In dem Turbinengehäuse 2 ist eine zentrale Welle 4 drehbar um eine Drehachse Z gelagert. Diese trägt mehrere Komponenten der Turbine, insbesondere Rotorräder, welche in Richtung der Drehachse Z hintereinander gestapelt und drehfest mit der Welle 4 verbunden sind. In der Stapelfolge ist ein Kompressorausgangs-Diffusor 5 angeordnet, welcher sich im Betrieb der Turbine nicht mit der Welle 4 dreht, sondern am Turbinengehäuse 2 befestigt ist.
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Der Kompressorausgangs-Diffusor 5 besitzt einen axialen Vorsprung 6, welcher ringförmig umläuft und im Betrieb der Turbine zu einem mit der Welle 4 drehfest gekoppelten Bauteil (nicht dargestellt) unter Bildung eines definierten Spalts weist. Vorliegend soll dieser axiale Vorsprung 6 des Kompressorausgangs-Diffusors 5 umlaufend gekürzt werden, um die Spaltbreite zu dem benachbarten, sich im Betrieb mitdrehenden Bauteil zu vergrößern.
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Dazu wird die mobile Bearbeitungsmaschine 1 verwendet. Diese besitzt einen Grundkörper 7, welcher eine Grundplatte 8 und eine von dieser senkrecht abragende Führungsplatte 9 aufweist. An der Grundplatte 8 ist eine Auflagefläche ausgebildet, um sie auf einer ebenen Fläche der unteren Gehäusehälfte 3 des Turbinengehäuses 2 zu platzieren. Ferner sind an der Grundplatte 8 Befestigungsmittel vorgesehen, um den Grundkörper 7 an der unteren Gehäusehälfte 3 lösbar anzubringen. Vorliegend umfassen die Befestigungsmittel des Grundkörpers 7 in der Grundplatte 8 ausgebildete Langlöcher 10, über welche der Grundkörper 7 an der unteren Gehäusehälfte 3 des Turbinengehäuses 2 angeschraubt ist (Schrauben nicht dargestellt).
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Um eine besonders stabile und sichere Befestigung des Grundkörpers 7 an dem Turbinengehäuse 2 zu realisieren, sind ferner Stützmittel in dem von der Grundplatte 8 abgewandten Bereich der Führungsplatte 9 vorgesehen. Diese umfassen einen U-förmigen Befestigungsbügel 11, welcher über eine Schraube 12 axial von der Führungsplatte 9 beabstandet gehalten ist und eine weitere Komponente 13, insbesondere eine drehfest mit dem Turbinengehäuse 2 verbundene Komponente form- und/oder kraftschlüssig umgreift.
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An der Führungsplatte 9 des Grundkörpers 7 ist ein Trägerelement 14 entlang einer kreisbogenförmigen Führungsbahn um eine C-Achse, welche vorliegend mit der Drehachse Z der Welle 4 zusammenfällt, verfahrbar gehalten. Die kreisbogenförmige Führungsbahn erstreckt sich über einen Mittelpunktwinkel bezogen auf die C-Achse von etwa 30°. Dabei ist die Führungsplatte 9 derart ausgerichtet, dass sich diese parallel zu der von der kreisbogenförmigen Führungsbahn aufgespannten Ebene erstreckt.
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Das Trägerelement 14 ist mittels einer Profilführung am Grundkörper 7 um die C-Achse verfahrbar gehalten. Konkret weist die Profilführung ein am Grundkörper vorgesehenes, vorliegend einteilig mit diesem ausgebildetes Doppelprofil 15 auf, welches formschlüssig in ein korrespondierendes, am Trägerelement 14 vorgesehenes Gegenprofil 16 eingreift. Die beiden Profile des Doppelprofils 15 weisen einen rechteckigen Querschnitt auf.
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Um das Trägerelement 14 relativ zum Grundkörper 7 positionieren und verfahren zu können, sind ferner Vorschubmittel vorgesehen. Diese umfassen eine sich parallel zur kreisbogenförmigen Führungsbahn erstreckende Zahnstange 14, welche am Grundkörper 7 angeordnet ist, und ein Zahnrad 18, welches drehbar am Trägerelement 14 gelagert ist. Das Zahnrad 18 steht dabei radial außenseitig zur C-Achse mit der Zahnstange 17 in Eingriff.
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Die Vorschubmittel umfassen ferner eine am Trägerelement 14 gehaltene Antriebseinheit, welche mit dem Zahnrad 18 gekoppelt ist, um das Zahnrad 18 anzutreiben und das Trägerelement 14 relativ zum Grundkörper 7 zu bewegen. Konkret weist die Antriebseinheit vorliegend einen Motor in Form eines Elektromotors 19 auf, welcher vorliegend mit dem Trägerelement 14 verschraubt ist.
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Die mobile Bearbeitungsmaschine 1 besitzt darüber hinaus ein Werkzeugmodul 20, welches an dem Trägerelement 14 radial zur C-Achse linear verstellbar angeordnet ist und ausgebildet ist, ein Werkzeug, vorliegend eine Schleifscheibe 21, aufzunehmen. Um das Werkzeugmodul 20 relativ zum Trägerelement 14 radial zur C-Achse zu führen, ist vorliegend eine Linearführung vorgesehen. Diese umfasst zwei am Trägerelement 14 angeordnete Profilschienen 22, welche formschlüssig in eine Zwischenplatte 23 des Werkzeugmoduls 20 eingreifen.
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Um das Werkzeugmodul 20 relativ zum Trägerelement 14 zu bewegen, sind ferner Verstellmittel vorgesehen, welche vorliegend einen Antriebsmotor in Form eines Elektromotors umfassen. Der Elektromotor 24 ist mit dem Trägerelement 14 verschraubt und über ein Schraubgetriebe mit dem Werkzeugmodul 20 gekoppelt. Das Schraubgetriebe ist als Kugelgewindetrieb ausgebildet und umfasst eine Kugelgewindespindel 25, welche drehfest mit dem Elektromotor 24 gekoppelt ist. Ferner umfasst das Schraubgetriebe eine Kugelgewindemutter 26, welche fest mit der Zwischenplatte 23 des Werkzeugmoduls 20 verbunden ist und in eine in diesem ausgebildete Bohrung eingebracht ist. Auf diese Weise wird eine Drehbewegung der Kugelgewindespindel 25 in eine lineare Bewegung des Werkzeugmoduls 20 relativ zum Trägerelement 14 umgesetzt.
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Um die Schleifscheibe 21 anzutreiben, weist das Werkzeugmodul 20 Antriebsmittel auf. Diese umfassen vorliegend ebenfalls einen Elektromotor 27, welcher fest mit der Zwischenplatte 23 des Werkzeugmoduls 20 verbunden ist.
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Das Werkzeugmodul 20 weist eine Aufnahme 28 für die um eine Werkzeugachse W rotierbare Schleifscheibe 21 auf, die sich parallel zur C-Achse und zur Drehachse Z erstreckt. In konkreter Ausgestaltung umfasst die Aufnahme 28 einen Dorn 29, auf welchen die Schleifscheibe 21 aufgeschoben ist, und Sicherungsmittel in Form einer Schraube 30, um das Werkzeug auf dem Dorn 29 zu fixieren. Dazu ist die Schraube 30 in eine am Dorn ausgebildete Gewindebohrung 31 eingeschraubt.
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Um die Umgebung beim spanenden Bearbeiten vor herumfliegenden Teilen zu schützen, besitzt das Werkzeugmodul 20 eine Schutzabdeckung 32, welche in axialer Richtung einen Teil der Schleifscheibe 21 überdeckt.
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Soll, wie gemäß der Erfindung vorgesehen, der axiale Vorsprung 6 des Kompressorausgangs-Diffusors 5 der Turbinenanordnung umlaufend gekürzt werden, so wird in einem ersten Schritt die nicht dargestellte obere Gehäusehälfte des Turbinengehäuses 2 entfernt. Anschließend wird die mobile Bearbeitungsmaschine 1 an der unteren Gehäusehälfte 3 des Turbinengehäuses 2 angebracht, konkret an der Trennebene 33, welche im Betrieb an der oberen Gehäusehälfte anliegt. Dazu wird der Grundkörper 7 der mobilen Bearbeitungsmaschine 1 über die Langlöcher 10 an der unteren Gehäusehälfte 3 verschraubt.
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Da der Kompressorausgangs-Diffusor 5 im Betrieb fest mit dem Gehäuse verbunden ist, jedoch Teil der Stapelfolge ist, wird die drehfeste Koppelung mit dem Turbinengehäuse 2 gelöst und der Kompressorausgangs-Diffusor 5 beispielsweise über eine Verbindung zu einem benachbarten, drehfest mit der Welle 4 verbundenen Bauteil für die Bearbeitung temporär mit der Welle 4 drehfest gekoppelt.
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Nach dem Anbringen der mobilen Bearbeitungsmaschine 1 an der unteren Gehäusehälfte 3 und der drehfesten Koppelung des Kompressorausgangs-Diffusors 5 an der Welle 4 kann nunmehr das erste Umfangssegment des axialen Vorsprungs 6 bearbeitet werden. Dazu wird nach dem Arretieren der Welle 4 die rotierende Schleifscheibe 21 radial nach innen zur C-Achse bewegt, indem das Werkzeugmodul 20 entlang der Linearführung relativ zum Trägerelement 14 vorgeschoben wird. Befindet sich die Schleifscheibe 21 in einer Position, wie beispielweise in 1 dargestellt, in welcher die Schleifscheibe den axialen Vorsprung 6 vollständig durchsetzt, wird das Trägerelement 14 mit dem daran gehaltenen Werkzeugmodul 20 entlang der kreisbogenförmigen Führungsbahn um die C-Achse verfahren. Dadurch wird der axiale Vorsprung 6 über das von der kreisbogenförmigen Führungsbahn definierte Umfangssegment bearbeitet. Erreicht das Trägerelement 14 relativ zum Grundkörper 7 der mobilen Bearbeitungsmaschine 1 das in der 1 dargestellte obere Ende der kreisbogenförmigen Führungsbahn, so kann die Schleifscheibe 21 aus dem axialen Vorsprung 6 des Kompressorausgangs-Diffusors 5 herausbewegt werden und das Trägerelement 14 in seine untere Randposition relativ zum Grundkörper 7 verfahren werden.
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Nunmehr kann der Kompressorausgangs-Diffusor 5 um seine Drehachse Z um einen vorbestimmten Winkel verdreht werden, so dass anschließend in gleicher Weise das nächste Umfangssegment des axialen Vorsprungs 6 bearbeitet werden kann. Diese Vorgehensweise wird dann so lange wiederholt, bis der axiale Vorsprung 6 über seinen gesamten Umfang bearbeitet ist.
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Nach der Bearbeitung über den gesamten Umfang liegt ein abgetrennter ringförmig umlaufender Abschnitt vor, welcher nunmehr manuell zerkleinert wird, um ihn von der Welle 4 entnehmen zu können. Somit wird durch das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung der mobilen Bearbeitungsmaschine 1 gemäß der vorliegenden Erfindung eine ringförmig umlaufende Bearbeitung, insbesondere ein Kürzen des axialen Vorsprungs 6 ermöglicht, ohne dass eine aufwändige Demontage und ein Bearbeiten auf einer separaten Anlage erforderlich ist.
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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.
