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Ausbohrmaschine für Turbinengehäuse Die Erfindung betrifft
eine Ausbohrmaschine für Turbinengehäuse od. dgl. mit rotierendem Support und gegeneinander
verschiebbaren Planschiebern bzw. Werkzeugen. Die Bearbeitung der Innenumrisse bei
Turbinengehäusen, Kompressorgehäusen und ähnlich gestalteten Bauteilen des Maschinenbaues
erfolgt bisher meist auf Sondermaschinen unter Verwendung einer mit entsprechenden
Werkzeugen bestückten Bohrstange. Hierbei steht das Werkstück neben dem Getriebekasten
der Maschine. Die auf der Hauptspindel des Getriebes angeordnete Planscheibe überträgt
das erforderliche Drehmoment auf die an die Planscheibe angeflanschte Bohrstange.
Diese ragt durch die Lagerbohrungen in das Gehäuseinnere, wo neben Hilfslagerungen
für die Bohrstange sogenannte Bohrköpfe, Flügelsupporte oder ähnliche Werkzeugträger
auf der Bohrstange angebracht sind. Die Vorschubbewegung in Richtung der Bohrachse
verschiebt zumeist den auf einem Bett angeordneten Getriebekasten mit der angeflanschten
Bohrstange, während das.Werkstüek auf einer Spannplatte befestigt ruht. Es sind
aber auch Ausführungen bekannt, bei denen umgekehrt verfahren wird:: --das Werkstück
ist auf einen sieh in Bohrrichtung bewegenden Tisch aufgespannt, während der Getriebekasten
stillsteht und nur die Bohrstange eine Drehbewegung ausführt;,. Als w`eiter
bekannte
Abänderung sei-noch die Verwendung von Bohrstangen mit axial wanderndem Werkzeugträger
erwähnt. Hierbei führen weder der Getriebekasten mit Bohrstange, noch das Werkstück
eine Axialbewegung in Bohrrichtung aus; es verschiebt sich lediglich der Bohrkopf
auf der sich drehenden Bohrstange. Allen Ausführungen gemeinsam ist die Bohrstange,
die ein Maschinenelement von sehr hohem Schlankheitsgrad mit hierdurch bedingter
Anfälligkeit für Schwingungen darstellt. Der bestimmende Durchmesser für die Bohrstange
ist durch die Lagerbohrung des zu bearbeitenden Werksdickes gegeben. Da die zu bearbeitenden
Durchmesser ein Vielfaches. des Bohrstangendurchmessers betragen, ist die zu erreichende
Spanleistung äußerst gering, zumal wegen der Bohrstangendurchbiegung durch die Werkzeugträger
auch diese nur schwach dimensioniert werden können. Die Verwendung-von Hartmetallwerkzeugen
ist nach den gemachten Erfahrungen kaum möglich. Die heute vielfach zur Verwendung
kommenden warmfesten Werkstoffe, vorzugsweise für Turbinengehäuse, -mit ihrem hohen
Anteil an Nickel-, Chrom- und anderen'hegierungsbestandteilen verlangen aber die
Verwendung von Hartmetallen, wenn eine einigermaßen wirtschaftliche Bearbeitung
erfolgen soll.
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Man hat nun bereits versucht, unter Verwendung eines normalen Ständer-Bohrwerkes
bessere Ergebnisse zu erzielen. Zu diesem Zweck hat man an der Stirnseite des Spindelstokkes
einen Winkelbock angebaut, der einen rechtwinklig zur Bohrspindel liegenden rotierenden
Plansupport trägt. Dieser wird von der Bohrspindel bzw. Prässpindel angetrebeü¢
Von einer an der Spindelstock-Stirnseite liegenden Zap welle wird über Winkeltrieb
die Vorschubbewegung des'P]Lah=" Schiebers eingeleitet. Diese Lösung hat aber Aden
Nachteil; daß bei der beträchtlichen Ausladung, die der Winkelbock
haben
mul3, Verklemmungen am Spindelstock auftreten, die die Arbeitsgenauigkeit und die
Oberfläohengtite beeinflussen. Desgleichen inuß, wenn in entgegengesetzter Richtung
gearbeitet werden soll (dies ist für den Arbeitsbereich der Winkelbockbreite stets
der Fall), der Winkelbock oder das Werkstück um 180o verdreht umgespannt werden.
Beides ist nicht nur zeitraubend, sondern führt auch zu weiteren Ungenauigkeiten.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Ausbohrmaschine zu schaffen, mit der
'das Innere eines Turbinengehäuses,. Kompressorgehäuses oder ähnlich gestalteten
Bauteils des Maschinenbaus aus einem warmfesten Werkstoff mit hoher Genauigkeit
und Oberflächengüte, schwingungsfrei und wirtschaftlich bearbeitet werden kann.
Zu diesem Zweck wird mit der Erfindung vorgeschlagen, beide Planseiten des Supportes
als Arbeitsseiten auszubilden und mit je zwei gegeneinander verschiebbaren Planschiebern
zu versehen, von denen stets nur die auf einer Planseite angeordneten arbeiten,
und den Support sowie die Planschieber vom Umfang des Supportes aus anzutreiben.
Der Durchmesser des Supportes entspricht hierbei dem kleinsten Gehäuse-Innendurchmesser.
Zwischen den den rotierenden Support tragenden Lagern sind zwei Zahnkränze
angeordnet, von denen einer fest mit dem Supportkörper verbunden ist und den Umlauf
des Supportes vornimmt. Der_ändere Zahnkranz ist drehbar auf dem Supportkörper eingebaut
und mit einer dem Antrieb dienenden Außen- und einer dem Abtrieb zugeordneten Innenverzahnung
fair den Antrieb der Planschieber versehen. Mittels einer einfachen Schaltstange
od. dgl. können wechselseitig Kupplungen des Vorschubtriebwerkes ein- bzw: ausgeschaltet
werden; so daß immer nur ein Schieberpaar ar-= beitst.
Die beiden
Zahnkränze des rotierenden Supportes werden durch je-zwei gegeneinander verspannte
Ritzel angetrieben. Das gesamte Vorschubtriebwerk ist zwischen dem Zahnkranz und
den Planschiebern innerhalb der Lagerbohrung angeordnet, so daß man den größtmöglichen
Baudurchmesser mit der geringstmöglichen Baubreite erreicht. Hierdurch istes auch
möglich, relativ kurze Werkstücke zu bearbeiten: Die Anordnung der gesamten Baugruppe
kann dem Maschinenaufbau entsprechend erfolgen, und zwar richtet sie sieh nach Art
und Umfang der zu bearbeitenden Werkstücke. Im Regelfall kann angenommen werden,
daß die Werkstücke in der Gebrauchslage oder in einer um 180° verdrehten Lage während
der Bearbeitung aufgespannt sind. Hierdurch ergeben sich dann verschiedene Bauweisen
für die Maschine. So kann der umlaufende Support an einem Bock gelagert sein, der
auf. dem Getriebekasten eines Bettschlittens an-.
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geordnet ist. Hierbei können neben dem Bett-Grundplatten für Spannböcke
angeordnet werden, die zum Befestigen des über dem umlaufenden Support angebrachten
Werkstückes dienen. Bei einer anderen Ausführung der Maschne-sind, auf einer Grundplatte
zwei Ständer mit einem Querbalken für den Querbalkenschieber, der den Spindelstock
und den Bock des urlaufenden Supportes trägt, und mehrere Spannböcke für das unter
dem Support angebrachte Werkstück angeordnet. Auf der Zeichnung sind zwei
AusfUhrungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Vorderansicht
einer ersten Aus M-rungeform, Pig. 2 eine Seitenansicht hierzu,
Fig.
3 Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 ,einen Querschnitt einer.-abgeänderten-Ausführungsform, ein
Übersichtschema des Support- und Plansehieberantriebes, einen 'Peil des Antriebes.
im vergrößerten Maßstab und einen Querschnitt durch den Support. . Bei der Bauweise
nach Fig. 1 und 2 wird das Werkstück 1, z.B. ein Turbinengehäuse, auf Spannböcke
2 über den rotierenden Support 3 mit den Planschiebern 4 gespannt. Der Support 3
erhält auf jeder Stirnseite zwei gegenläufige Planschieber 4. Dieser rotierende
Support 3 ist in einem -Bock 5 gelagert, der auswechselbar auf einem Bettschlitten
6 befestigt ist, der-seinerseits auf dem Bett -7,- verschoben wird. Die Antriebsmotore
8 und g, von denen der letztere für den Eilgang vorgesehen ist, leiten über das
im Getriebekasten 10 eingebaute Triebwerk die Bewegung für die Planschieber 4 als
auch für den Bettschlitten 6 ein. Im Unterteil des Bockes 5 liegen die verspannte
Antriebsverzweigung für den spielarmen Antrieb des Supportes 3_und der Planschieber
4 und das nicht dargestellte Umlaufrädergetriebe fair überiagerung-der Hauptbewegung
auf die Vorschubbewegung. Der Deckel des Getriebekastens 10 kann mit einer Kopiereinrichtung
11 ausgestattet werden. Die beiden Schieber %12 und 13 (Fig. 1 und 2) dieser Kopiereinrichtung
laufen in entsprechenden Bewegungen zu dem Bettschlitten 6 bzw. zu den Planschiebern
4. Der Antrieb der Kopierschieber wird direkt aus dem Getriebekasten 10 von den
entsprechenden Vorschubgetrieben abgeleitet. Der Fühler 14 tastet hierbei das Profil
der Schablone 15 b und steuert die Kupplung der entsprechenden Vorschubeinrichtung.
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Rechts und links des Bockes .5 sind auf dem Bettschlitten 6 Plattformen
zur Beobachtung der Werkzeuge vorgesehen. Auch können hier durch Anordnung von Durchbrüchen
die anfallenden Späne durch das'Bett 7 in Spänesammler abgeführt werden. ZweckmäBigerweise
werden die Grundplatten 16 und das Bett 7 zu einem Gestell verbunden. Durch das
auf die Spannböcke 2 gespannte Werkstück 1 bildet sich dann ein Portal,- das eine
einwandteie Bearbeitung erlaubt. Eine Höheneinstellung des Werkstückes 1 kann im
Bedarfsfall durch eine druckmessdosenartig arbeitende Vorrichtung, die an den Auflagestellen
a der Spannböcke 2 eingebaut werden kann, oder durch ähnliche Einrichtungen in an
sieh bekannter Weise erfolgen. Soll das Werkstück unterhalb des Supportes 3 gespannt
werden, so ergibt sich ein Maschinenaufbau gemäß Fig. 3. Hier ist das Werkstück
1 auf vier Spannböcken 2 verspannt. Diese sind auf einer Grundplatte 16 befestigt.
Auf dieser Grundplatte 16 befinden sich auch zwei Ständer 17, die einen Querbalken
18 tragen. Auf diesem ist ein Querhalkenschieber 19 angeordnet. Dieser trägt einen
Vorschubgetr.ebekasten 20 und auf seiner senkrechten Führungsbahn 21 einen Spindelstock
22.. Letzterer hat-einen hängenden, bockartigen Ausbau 22a: In diesem ist der Support
3 mit seinen Planschiebern 4 gelagert. Die Ausführung des Supports und seiner Lagerung
entspricht der nach Fig. 1 und 2. Am Spindelstock 22 ist der Motor B. angeflanscht,
der sowohl über ein verspanntes Getriebe die Drehbewegung des Supports 3 als auch
die Vorschubbewegung der Planschieber 4 und des Querbalkenschiebers 19 hervorruft.
Im Spindelstock 22 befindet sich außerdem das ümlaufrädergetriebe zur Überlagerung-der
Hauptbewegung. Ein Motor mit dem im Kasten 20 befindlichen Getriebe leitet die-Eilbewegung
auf den Quuerbalkenschieber 19. Selbstverständlich kann auch bei einer Maschinenausführung
nach Fig. 3' eine Kopiereinrichtung vorgesehen werden.
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"Der Aufbau des-Supportes ergibt sich aus den Figuren
4 bis 6. In Fig. 4 ist der Support 3 auf beiden Seiten mit je zwei Planschiebern
4 versehen, von denen in Fig.
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jeweils ein Schieber 4a bzw. 4c auf jeder Seite dargestellt ist. Mit
Hilfe von Wälzlagern 23 und 2# ist der Support 3 In den Lagerstellen des Bockes
5 gehalten. Der Support 3 ist mit einem Außenzahnkranz 25 versehen, in den zwei
Zahnräder-26 und 27 eingreifen. Diese Zahnräder stehen in-Verbindung mit Zahnrädern
28 und 29. Das Zahnrad 28 ist über eine Welle 34 mit einem Ritzel 31 verbunden,
das Zahnrad 29 Über eine Welle 32 mit einem Ritzel 33. Die beiden Ritzel 31 :und
33 kämmen mit einem Zahnrad 349 das mit -der An- . triebswelle 35 verbunden ist.
Die beiden Ritzel 31 und 33 sind gegeneinander verspannt, um eine Spielfreiheit
des Antriebes zu erreichen. Diese wird dadurch bewirkt, d$ß das Ritzel 33 in der
durch den Pfeil 36 angegebenen Richtung verschoben wird bis ein Widerstand auftritt.
Es wird dann das Ritzel befestigt. Durch die vorgesehene Schrägverzahnung und die
Paßfeder 37 wird die Spielfreiheit erreicht. Der Antrieb der Planschieber 4a bis
4d erfolgt durch eine Welle 38, die ein Zahnrad 39 trägt. Mt diesem Zahnrad kämmen
Ritzel 40 und 41, die in gleicher Waise verspannt sind wie die Ritzet .4l
und 33. Von dem Ritzet 40 wird Über eine Welle 42 und Zahnräder 43 und 44 ein lose
auf dem Support 3 gelagertes Zahnrad 45 angetrieben, ebenso von dem Ritzet 41 Über
Zahnräder 51 und 52. Dieses Zahnrad 45 trägt eine Innenverzahnung und treibt über
Zahnräder 46 und 47 ein Kegelradgetriebe 48 an. Dieses Kegelradgetriebe Ist-. verbunden
mit einer zweiteiligen Schnecke 49, die In Eingriff steht mit einer Zahnstange 50,
die sich-am Planschieber 4c bzw. 4d befindet. Von dem Zahnrad, 45 erfolgt über Zahnräder
53 und 54 der Antrieb eines Kegelradgetriebes 55 und damit der Antrieb
der Zahnstange 56 fär den Planacheber 4a bzr. 4b.
Die
Einrichtung ist so vorgesehen, daß gleichzeitig nur die Planschieber 4 einer Seite
des Supportes 3 arbeiten können Es sind daher in dem Antrieb noch Kupplungen vorgesehen;,
die zur Vereinfachung in Fig. 4 weggelassen sind. Die Anordnung dieser Kupplungen
erkennt man aus Fig. 5, wo die Kupplung für die rechts gelegenen Planschieber 4a
und 4b gezeichnet ist. Der Support 3 ist aus den beiden Teilen 3a und 3b zusammengesetzt,
wobei jeder Teil jeweils-zwei Wellen für die gegenläufigen Planschieber 4a bis 4d
trägt. Die auf der rechten Seite dargestellten Planschieber 4a und 4b werden von
Wellen 57 und 58 angetrieben. Diese Wellen 57 und 58 sind mit einer Welle 59 über
Stirnräder verbunden. Die Welle 59-wird über das Kegelraägetriebe 55 angetrieben,
.das seinerseits über das Stirnrad 54 betätigt wird. Das Stirnrad 54 wird durch
eine Kupplung 60 mit der Welle, auf der es sitzt, gekuppelt oder gelöst. Zur Bedienung
dieser Kupplung dient eine Stange 61, die an beiden Enden aus dem Support 3 herausragt
und an jeder Seite mit einem Bedienungshebei 62 bzw. 63 versehen ist. Die Stange
61 ist mit einem-Segment 64 versehen, das im Eingriff steht mit einem weiteren Segment
65 für einen Bolzen 66, der gemäß Fig. 6 mit zwei Schwenkarmen 67 und 68 für beide
Kupplungen ausgerüstet ist. Durch Betätigender Stange 61 wird die Kupplung der einen
oder der anderen Seite des Supportes eingeschaltet.