DE2353242A1

DE2353242A1 - Stuetzlager fuer die bohrstange einer ausbohrmaschine fuer turbinengehaeuse od. dgl

Info

Publication number: DE2353242A1
Application number: DE19732353242
Authority: DE
Inventors: Hans O Wagner
Original assignee: Schiess AG
Current assignee: Schiess AG
Priority date: 1973-10-24
Filing date: 1973-10-24
Publication date: 1975-04-30

Description

Schiess Aktiengesellschaft Düsseldorf-Oberkassel

Stützlager für die Bohrstange einer Ausbohrmaschine für Turbinengehäuse od. dgl.

Die Erfindung betrifft ein Stützlager für die.Bohrstange einer Ausbohrmaschine für Turbinengehäuse od. dgl., welches aus zwei in der Horizontalen voneinander trennbaren Lagerschalen besteht und welches zwischen den beiden vor den Stirnseiten des auszubohrenden Gehäuses befindlichen Lagerständern der darin längs verschiebbar gelagerten, mit dem Ausbohrkopf umlaufenden Bohrstange an der Innenwandung der unteren Gehäusehälfte über einstellbare Stützpinolen abstützbar ist.

Es ist bekannt, die Bohrstange, die zweimal außerhalb des auszubohrenden Gehäuses gelagert ist, zusätzlich durch eine Lünette abzustützen, welche ein zusätzliches Stützlager bildet und innerhalb des Gehäuses versetzbar ist, so daß sie die Masse des Ausbohrkopfes aufnimmt und die im Falle des

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Fehlens der zusätzlichen Abstützung auftretende Durchbiegung der Bohrstange rückgängig macht. Bei den großen Abmessungen von Turbinengehäusen sind die bekannten Lünetten nur mit großen Schwierigkeiten zu handhaben, da sie nur unter Einsatz von Hubzügen in die untere Hälfte des auszubohrenden Turbinen^ gehäuses eingebracht und dort ausgerichtet werden können, wobei es mit besonderen Schwierigkeiten verbunden ist, die Ausrichtung der Bohrstange und der Lünette in Einklang zu bringen. Da das Vorhandensein der Lünette beim Ausbohrvorgang jeweils nur eine teilweise Bearbeitung möglich macht, muß eine solche Lünette mehrfach versetzt werden, womit sich die gleichen Schwierigkeiten ergeben, die auch beim ersten Einsetzen auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, wie mittels der bekannten Lünetten den Durchhang der Bohrstange zu kompensieren, jedoch ein solches Stützlager vorzusehen, welches eine wesentliche Herabsetzung der Umsetzzeiten ermöglicht.

Nach der Erfindung ist das Stützlager dadurch gekennzeichnet, daß die untere Lagerschale über eine sich quer zur Lagerachse erstreckende Kippkante auf einem lotrecht verschiebbaren, um seine Achse drehbaren Kolbenschieber abgestützt ist, dessen Zylinder mit geringem Höhen- und Seitenspiel an der unteren Lagerschale gehalten und durch radial gerichtete, an der Innenwandung der unteren Gehäusehälfte durch mindestens drei in der Länge verstellbare und auswechselbare Stützpinolen abstützbar ist.

Hierdurch ist ein Stützlager geschaffen, durch dessen zusammengefügte Lagerschalen die Bohrstange hindurchgreift, so daß das Stützlager mit dem Zylinder und den daran vorgesehenen Stützpinolen von der Ausbohrstange hängend getragen werden kann. Derart an der Ausbohrstange hängend, läßt sich das Stützlager jeweils in die gewünschte Abstützlage in bezug auf die Ausbohrstange verlagern und in der jeweils gewünschten Stellung mit der Innenwandung der unteren Gehäuse-

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hälfte verspannen. Bei dem Verspannen muß im Gegensatz zu den bekannten Lünetten nicht die genaue konzentrische Lage zur Bohrachse eingehalten werden, da die untere Lagerschale in gewissem Umfange seitenverschiebbar ist und somit eine seitliche Selbstausrichtung ermöglicht. Die genaue Höhenlage der Lagerachse derart, daß sie genau mit der vorgesehenen Bohrstangenachse fluchtet, erfolgt durch lotrechtes Anheben des Kolbenschiebers, auf dem sich die untere Lagerschale abstützt. Indem der Kolbenschieber in seinem Zylinder drehbar abgestützt ist und außerdem auf einer Kippkante aufruht, ergibt sich eine Selbstausrichtung der unteren Lagerschale auf die Bohrstange, wobei noch mit dem Aufruhen des Kolbenschiebers auf der Kippkante der Vorteil verbunden ist, daß Kantenpressungen vermieden werden, wenn etwa die Stützpinolen nicht genau rechtwinklig zur Bohrstange ausgerichtet sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Kippkante durch eine Kugelreihe gebildet ist, die sich in einer quer zur Lagerachse gerichteten. Nut in der oberen Stirnfläche des Kolbenschiebers befindet, der eine entsprechende Nut in der Basisfläche der unteren Lagerschale gegenüberliegt. Die Verwendung einer Kugelreihe als Kippkante erleichtert die Seitenbeweglichkeit der unteren Lagerschale gegenüber dem Kolbenschieber, demgemäß die Selbstzentrierung der unteren Lagerschale.

Nach einem weiteren Merkmal gemäß der Erfindung kann der Kolbenschieber mittels einer Verstellspindel verstellbar sein, um mit dieser die Höhenlage der unteren Lagerschale auf die Höhe der Bohrstangenachse auszurichten.

Nach einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung kann der Kolbenschieber hydraulisch verstellbar sein₉ womit die Voraussetzung gegeben ist, den Ausrichtvorgang weitgehend zu automatisieren, indem die hydraulische.Verstellung von Meßgeräten abhängig gemacht wird.

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Dazu kann im einzelnen vorgesehen sein, daß der Kolbenschieber in einer Horizontalebene zweigeteilt ist, wobei sich zwischen den beiden Teilen eine Druckmeßdose befindet.

Die Selbstzentrierung der unteren Lagerschale in bezug auf die Bohrstange kann noch dadurch verbessert sein, daß sich zwischen den beiden Kolbenschieberteilen ein Stützwälzlager und Stützfedern befinden.

Nach einem weiteren Merkmal gemäß der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die obere Lagerschale des Stützlagers einen größeren Durchmesser als die untere Lagerschale aufweist. Hierdurch wird erreicht, daß sich das Verlagern des Stützlagers mit den daran vorgesehenen Stützpinolen auf der Ausbohrstange, daran hängend, wie eingangs bereits erläutert wurde, leichter durchführen läßt, um das Stützlager in die jeweils gewünschte Abstützlage zu bringen. Die obere Lagerschale ist bei dieser Ausführung während des Bohrstangenumlaufes funktionslos, dient gewissermaßen beim Verschieben nur als Aufhänger.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung im Längsschnitt eine ein zweiteiliges Turbinengehäuse durchgreifende, angetriebene Bohrstange mit umlaufendem Ausbohrkopf und zusätzlichem Stützlager im Inneren des Turbinengehäuses,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung in der Stirnansicht das Stützlager mit den radial gerichteten Stützpinolen,

Fig. 3 das Stützlager nach Fig. 2 in der Seitenansicht,

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung die Abstützung der unteren Lagerschale auf dem Kolbenschieber mit Stellspindel für seine Höhenverstellung,

Fig. 5 die Abstützung der unteren Lagerschale auf dem Kolbenschieber, der hydraulisch höhenverstellbar ist, und

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 4.

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Die Fig. 1 zeigt in der Draufsicht die untere Hälfte 1 eines .zweiteiligen Turbinengehäuses 1, 2, welche in nicht dargestellter Weise auf der Spannplatte der Ausbohrmaschine festgelegt ist. Die Bohrstange 3 greift längs durch das Turbinengehäuse 1, 2 hindurch und ist vor dessen Stirnfläche in den schematisch angedeuteten Ständern 4 und 5 frei drehbar und längs verschiebbar gelagert. Am freien Ende kann eine Genauigkeitswasserwaage 6 aufgesetzt sein. Das andere Ende der Bohrstange 3 trägt den Flansch 7, der mit dem Flansch 8 der Antriebswelle 9 der Ausbohrmaschine verbunden ist. Von der Ausbohrmaschine selbst ist lediglich das vordere Ende 10 der Traghülse für die Antriebswelle 9 gezeigt. Im Inneren des Turbinengehäuses 1,2 ist auf der Bohrstange 3 der die Drehwerkzeuge 11 tragende Ausbohrkopf 12 befestigt. Mit Abstand davon ist die Bohrstange 3 durch das insgesamt mit 13 bezeichnete Stützlager abgestützt, welches über vier Stützpinolen, von denen in der Fig. 1 zwei ersichtlich sind, an der Innenwandung der Gehäusehälfte 1 abgestützt ist.

Diese Abstützung veranschaulicht im einzelnen die Fig. 2, nach welcher das Stützlager 13 aus der oberen Lagerschale 14 und der unteren Lagerschale 15 besteht, wobei der Durchmesser der unteren Lagerschale dem Durchmesser der Ausbohrstange 3 entspricht, während der Durchmesser der oberen Lagerschale 14 geringfüging größer gewählt ist, da diese nicht unmittelbar für die Lagerung der Ausbohrstange 3 beigezagen wird. Die obere Lagerschale 14 dient gewissermaßen als Aufhänger für das Stützlager und dessen Pinalen bei deren Verkürzung, die dann von der- Bohrstange 3 hängend getragen werden und mit der Bohrstange 3 in· eine neue Stütziage verlagert werden können¹. Die untere Lagerschale 15 ist:, wie die Fig. 4 bis 6 zweigen* über· eine Ktigelreihe 16 auf dem Kolbenschieber 17 abgestützt. Dazu? lagert; dlie Kuigelreihe 1β in\ einer Nut 18 in der öfteren Stirnfläche des Kolbenschiebers 17 und greift nach oben, im eine entsgrechendle· Wwt. 19 Ihi dier Bäsisf lache der unterer*. Lagerschale 15 ein. "Wale? die F'ig* 4 und 5 erkennen

lassen, ist die untere Lagerschale 15 um ein gewisses Maß seitlich verschiebbar, womit eine Selbstzentrierung der Lagerschale 15 in bezug auf die Bohrstange 3 zur Seite hin möglich ist. Gegen ein Abheben vom Kolbenschieber 17 ist die untere Lagerschale 15 dadurch gesichert, daß zwei Randleisten 20 die Lagerschale 15 beiderseits mit Höhenspiel übergreifen. Die beiden^Seitenleisten 20 sind an dem Zylinder 21 befestigt, in welchem der Kolbenschieber 17 um ein gewisses Maß auf- und abwärts verschiebbar sowie drehbar sitzt. Die Kugelreihe 16 bildet eine Kippkante, so daß sich die untere Lagerschale 15 selbsttätig auch auf eine Winkelabweichung der Bohrstangenachse ausrichten kann. Der Kolbenschieber 17 ist zweiteilig ausgeführt und besteht aus dem oberen Kolbenschieberteil 17a und dem unteren Ko Ib ens chi eberteil 17b. In eine Bohrung 22 des unteren Kolbens chi eb erteil s 17b greift die damit fest verbundene Gewindehülse 23, in welche die Stellspindel 24 eingeschraubt ist, die durch die Kopfplatte 25 des Zylinders 21 hindurchgreift und sich darauf über das Wälzlager 26 abstützt. Über den Vierkantkopf 27 ist die Stellspindel 24 drehbar, womit die Hülse 23 und damit das untere Kolbenschieberteil 17b eine Auf- und Abwärtsverlagerung erfährt. Diese Verlagerung machen jeweils das obere Kolbenschieberteil 17a und die untere Lagerschale 15 mit. Das obere Kolbenschieberteil 17a weist den zentrischen Lagerzapfen 28 auf, um welchen das Wälzlager 29 herumgreift, auf welchem sich das obere Kolbenschieb erteil 17a abstützt. Das Wälzlager 29 stützt sich auf dem Ring 30 ab, der seinerseits über Tellerfedern 31 auf dem weiteren Ring 32 aufsitzt, der seinerseits auf der Ringdruckmeßdose 33 auf ruht, so daß mit dieser über ein aus der Fig. 2 ersichtliches Manometer 35 über die Leitung 34 der Abstützdruck der Bohrstange 3 bei Erreichen der genauen Lage der Bohrstangenachse abgelesen werden kann, so daß in Abhängigkeit davon die Stellspindei 24 zu betätigen ist. Der seitlich im Zylinder 2t vorgesehene Stutzen 36 verhindert ein Verdrehen des unteren Kolbenschieberteils 17b bei dem Verstellen der Stellsplndiel 24.

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Die Ausführungsform nach der Fig. 5 ist der nach Fig. 4 ähnlich, unterscheidet sich davon lediglich durch das Fehlen einer Ringmeßdose 33 und das Fehlen der Stellspindel 24 und der zugehörigen Teile, da das untere Kolbenschieberteil 17b als Hydraulikkolben ausgebildet ist, der in dem unteren Teil des Zylinders 21 verschiebbar ist, in welchen unter den Kolbenschieberteil 17b durch die Leitung 37 hydraulisches Druckmittel einbringbar ist. In diesem Falle erübrigt sich eine Ringmeßdpse, da der Druck durch ein in die Leitung 37 eingefügtes Manometer bei Erreichen der genauen Lage der Bohrstangenachse abgelesen und festgehalten werden kann.

Unmittelbar an dem Zylinder 21 ist ein insgesamt mit 38 bezeichneter, etwas halbkreisförmiger Rahmen befestigt, welcher vier Pinolen 39 trägt, die jeweils radial gerichtet sind und in denen von ^ana oder kraftbetätigt verstellbare Stützschrauben 40 gegen die strichpunktiert angedeutete Innenmantelfläche 41 der unteren Turbinengehäusehälfte 1 anstellbar sind und somit eine Verspannung des gesamten Stützlagers 13 erlauben. Die Pinolen 39 sind auswechselbar im Rahmen 38 befestigt, so daß sie in ihrer freien Länge jeweils an die Abmessungen des auszubohrenden Turbinengehäuses angepaßt werden können, wobei jedoch der Rahmen 38 und die übrigen ' Teile des Stützlagers unverändert bleiben können.

Mit einem Stützlager 13 in der beschriebenen Ausführung läßt sich wie folgt arbeiten: Zunächst wird die untere Turbinengehäusehälfte 1 auf der Spannplatte der Maschine aufgespannt. Danach wird die Bohrstange 3 mit daran befestigtem Ausbohrkopf 12 und frei daran hängendem Stützlager 13 in die Lager der Ständer 4 und 5 eingelegt, nachdem deren obere Lagerschalen vorübergehend abgenommen worden sind_e Im Anschluß daran wird die Bohrstange 3 mittels des Flansches 7 mit dem Flansch 8 der Antriebswelle 9 der Ausbohrmaschine verbunden, so daß sie von dieser angetrieben und längs verschoben werden kann. Daran schließt sich das exakte Ausrichten der Bohr-

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stange 3 an, wozu die Stützschrauben 40 der Stützpinolen 39 von Hand oder auch kraftbetätigt derart eingestellt werden, daß der Rahmen 38 mit der Innenwandung 41 der unteren Turbinengehäus ehälf te 1 verspannt ist und zwar derart, daß der Rahmen 38 bei durchhängender Bohrstange 3 zur Verspannung kommt.

Unter der Kontrolle der Genauigkeitswasserwaage 6 am freien Ende der Bohrstange 3 wird nunmehr die untere Lagerschale 15 durch den Kolbenschieber 17 mittels Drehspindel 24 soweit angehoben, bis die Bohrstange 3 genau ausgerichtet ist, d.h. nicht mehr durch ihr Eigengewicht und durch das Gewicht des Ausbohrkopfes 12 durchhängt. Für spätere Kontrollen oder Einstellungen an der gleichen Verspannstelle ist der Wert des Druckes in der Ringdruckmeßdose 33» angezeigt am Manometer 35, festzuhalten. Bei dem Anheben vermag die untere Lagerschale 15 auf der Kugelreihe 16 sich selbsttätig auf die Richtung der Ausbohrstange 3 einzustellen, ebenso ist eine gewisse Seitenverlagerung der unteren Lagerschale 15 durch die Abstützung auf der Kugelreihe 16 gewährleistet. Das Lager zentriert sich somit selbst und kompensiert selbsttätig gewisse Ungenauigkeiten beim Verspannen des Rahmens 38 des Stützlagers in der Turbinengehäusehälfte 1. Nach der Ausrichtung des Stützlagers wird die obere, nicht dargestellte Turbinengehäusehälfte 2 auf die untere Turbinengehäusehälfte aufgesetzt und damit verschraubt, so daß nunmehr der Ausbohrvorgang beginnen kann.

Beim Ausbohren bewegt sich der Ausbohrkopf 12 auf das im Turbinengehäuse 1, 2 befindliche Stützlager 13 zu. Wenn der Ausbohrkopf 12 das Stützlager 13 nahezu erreicht hat, wird die Bohrstange 3 mit dem Ausbohrkopf wieder zurückgezogen, d.h. in die Ausgangsstellung verbracht. Durch Rückstellen des Kolbenschiebers 17 wird die untere Lagerschale 15 des Stützlagers 13 von der Bohrstange 3 abgerückt. Ferner werden die Stützschr'auben 40 in den Stützpinolen 39 soweit zurückgedreht, daß sie von der Innenwandung 41 der unteren Turbinengehäuse-

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halfte 1 freikommen, so daß nunmehr das Stützlager 13 insgesamt an der Bohrstange 3 hängt. An dieser hängend, kann
nunmehr das Stützlager zur nächsten, gewählten Unterstützungsstelle verbracht und dort erneut festgelegt werden.

Wie erwähnt, kann die Einstellung des die untere Lagerschale 15 abstützenden Kolbenschieber 17 mechanisch mittels der
Spindel 24 gemäß Fig. 4 oder hydraulisch gemäß Fig. 5 erfolgen. Dabei erfolgt die Höhenausrichtung der Bohrspindel 3
ausschließlich durch den Kolbenschieber 17» weitgehend unabhängig von der Genauigkeit des Verspannens des Rahmens 38
des Stützlagers mittels der Stützschrauben 40 der Stützpinolen 39.

Im Ausführungsbeispiel sind vier Stützpinolen 39 vorgesehen, wodurch der Raum unmittelbar unterhalb des Zylinders 21 freigehalten ist. Es ist aber, abweichend vom Ausführungsbeispiel, auch möglich, anstelle der beiden mittleren Pinolen nur eine lotrecht gerichtete Pinole 39 vorzusehen, die in diesem Falle versetzt hinter dem Zylinder 21 am Rahmen 38 anzubringen wäre.

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Claims

Patentansprüche SSSSSCSSSCSSSSSSSSSSSSSSBSSSS

1. JStützlager für die Bohrstange einer Ausbohrmaschine für

' Turbinengehäuse od. dgl., welches aus zwei in der Horizontalen voneinander trennbaren Lagerschalen besteht und welches zwischen den beiden vor den Stirnseiten des auszubohrenden Gehäuses befindlichen Lagerständern der darin längs verschiebbar gelagerten, mit den Drehwerkzeugen umlaufenden Bohrstange an der Innenwandung der unteren Gehäusehälfte über einstellbare Stützpinolen abstützbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Lagerschale (15) über eine sich quer zur Lagerachse erstreckende Kippkante auf einem lotrecht verschiebbaren, um seine Achse drehbaren Kolbenschieber (17) abgestützt ist, dessen Zylinder (21) mit geringem Höhen- und Seitenspiel an der unteren Lagerschale (15) gehalten und mit radial gerichteten, an der Innenwandung (41) der unteren Gehäusehälfte (1) durch mindestens drei in der Länge verstellbare und auswechselbare Stützpinolen (39) abstützbar ist.

2. Stützlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippkante durch eine Kugelreihe (16) gebildet ist, die sich in einer quer zur Lagerachse gerichteten Nut (18) in der oberen Stirnfläche des Kolbenschiebers (17) befindet, der eine entsprechende Nut (19) in der Basisfläche der unteren Lagerschale (15) gegenüberliegt.

3. Stützlager nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber (17) mittels einer Verstellspindel (24) verstellbar ist.

4. Stützlager nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber (17) hydraulisch verstellbar ist.

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5. Stützlager nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber (17) in einer Horizontalebene zweigeteilt ist,, wobei sich zwischen den beiden Teilen (17a, 17b) eine Druckmeßdose (33) befindet.

6. Stützlager nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den beiden Kolbenschieberteilen (17a, 17b) ein Stützwälzlager (29) und Stützfedern (31) befinden.

7. Stützlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Lagerschale (14) des Stützlagers (13) einen größeren Durchmesser als die untere Lagerschale (15) aufweist.

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