DE2734126A1

DE2734126A1 - Vorrichtung zur spanenden bearbeitung der innenkontur von turbinengehaeusen

Info

Publication number: DE2734126A1
Application number: DE19772734126
Authority: DE
Inventors: Walter Grefen; Gerhard Hebold; Rudolf Dipl Ing Henning; Hartmut Huber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-07-28
Filing date: 1977-07-28
Publication date: 1979-02-08
Also published as: JPS5434192A

Description

Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung der Innenkontur von Tur-
binengehäusen Bei der Fertigbearbeitung der Innenkontur von Turbinengehäusen, wie insbesondere der Leitschaufelträgerstege, ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten wegen der schlechten Zugänglichkeit der einzelnen zu bearbeitenden Flächen und wegen der hohen erforderlichen Maßgenauigkeit, wobei beispielsweise die Plan-<i'Lweichung der Stege nur 0,02 mm betragen darf. Da die Außengehäuse zweiteilig ausgeführt sind, war es bisher üblich und erforderli ch, zur Einhaltung der Toleranzen diese Innenkonturen im zusaslsengebauten Zustand des Gehäuses zu bearbeiten. Da aber die Leitschaufelträger-Stege sehr dicht an der Gehäusewand liegen, ergeben sich Besrbeitungs probleme beispielsweise auf einer Senkrechtdrehmaschine oder einem Bohrwerk dadurch, daß die Werkzeuge durch die sehr engen Stopfbuchspartien hindurchgeführt werden müssen, um dann im Gehäuseinnern die Zylinder- und Planflächen der Stege in einem erheblich größeren Durchmesserbereich, der etwa das 3fache der Gehäuseöffnungen der Stopfbuchspartien beträgt, zu bearbeiten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der diese extrem maßgenauen Arbeiten erheblich einfacher und kostengünstiger durchgeführt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist daher erfindungsgentäß vorgesehen, daß das jede Gehäusehälfte für sich bearbeitende Sclrneidverkzeug von ei.nem in vertikaler Richtung verfahrbaren Planschlitten eines von einer Werkzeugmaschine angetriebenen Winkelplankopfes geführt ist.
@@@rch die Verwendung eines derartigen Winkelplankopfes, wie er im thinzip aus der DT-AS 1 090 051 bekannt ist, ist es möglich, die erforderliche Fertigbearbeitung des Gehäuses an jeder Gehäusehälfte gesondert durchzuführen, wobei durch die hohe Positioniergenauigkeit der Werkzeuge eine optimale Gleichheit beider Gehäusehälften erreicht werden kann. Es wird dabei darüber hinaus die bisher übliche Fräsbearbeitung in eine reine Drehbearbeitung umgewandelt. Wesentlich ist dabei noch, daß der 3earbeitungsprozeß in jeder Phase ungehindert beobachtet werden kann, was bei einer Bearbeitung des geschlossenen Gehäuses nur durch jeweiliges Lösen der Verbindungsschrauben und Abheben der oberen Gehäusehälfte möglich ist.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau una Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert.
Die einzige Fig. zeigt dabei einen Winkelplankopf 1 mit dem Antrietsgehäuse 2, das über den Flansch 3 an eine nicht näher dargestellte Werkzeugmaschine, wie beispielsweise an eine Portalfräsmaschine, angeflanscht ist. Mit 4 ist ferner ein Abschnitt des zu bearbeitenden Turbinengehäuses bezeichnet, das im einzelnen noch später erläutert wird.
Der Antrieb für die Dreh- und Vorschubbewegung des Winkelplankopfes 1 ist nun folgendermaßen aufgebaut: Von der antreibenden Werkzeugmaschine wird über den Kupplungskegel 5 und das Kegelzahnradpaar 6 die Welle 7 angetrieben, die an einem Ende über das Zahnradpaar 8 mit dem Vbersetzungsverhältnis 1:1 die Hauptspindel 9 zur Drehung des Winkelplankopfes 1 direkt antreibt. Am anderen Ende der Welle 7 wird über einen Sperrfreilauf und eine Elektrolamellenfederdruckkupplung 10 sowie ein weiteres Zahnradpaar 11 mit dei obersotzungsverhältnis 1:1 die Vorschubspindel 12, die koaxial innerhalb der Hauptspindel 9 geführt ist, zunächst mit gleicher Drehzahl wie die Hauptspindel 9 angetrieben.
ner noch näher zu erläuternde Vorschub des Winkelplankopfes 1 eriongt demgegenüber durch einen gesonderten, genau drehzahlregelbs er Motor 13. Dieser Motor 13 treibt über eine Welle 14 und eine Elektrolamellenkupplung 15 sowie einem Zahnradpaar 16 mit beispielsweise dem Ubersetzungsverhältnis 1:4 die Kupplung 10 der Welle 7 an. Um einen Vorschub zu bekommen, muß der Vorschubantrieb 13 die Kupplung 10 bzw. eine weitere Kupplung 16 zwischen der Hauptspindel 9 und der Vorschubspindel 12 mit einer höheren Drehzahl als die der Hauptspindel 9 antreiben. Diese Drehzahldifferenz bewirkt durch oberholen des Sperrfreilaufs 10 den Antrieb der Vorschubspindel 12 mit höherer Drehzahl. Diese Vorschubspindel 12 wirkt dabei über ein Kegelradpaar 17 im Winkelplankopf 1 auf eine Gewindespindel 18. Auf diese Gewindespindel 18 ist eine Mutter 19 aufgesetzt, die mit dem beisieloweise die Werkzeuge 20 und 21 tragenden Planschlitten 22 fest verbunden ist.
Zur Bestimmung und Vorgabe von Vorschub und Vorschubweg in radialer Richtung für den Planschlitten 22 werden die Drehzahlen der Wellen 7 und 12 ständig mittels nicht näher dargestellten Winkelschrittgebern gemessen. Der Vorschub wird vorgewählt und über eine elektronische Nachführeinrichtung geregelt, wenn Hand- oder Automatikbetrieb eingeschaltet wird. Die Planwege werden in einer digitalen Istwertanzeige angezeigt. Die Ermittlung geschieht durch elektronisches Auswerten der von den Wineklschrittgebern abgegebenen Signale. Die erforderliche Drehzahl für den Vorschub kann dabei nach Lösen der Kupplung 15 an dem Motor 13 eingestellt werden. Durch Einschalten der Kupplung 13 wird dann die Vorschubdrehzahl auf die Vorschubspindel 12 gegeben. Eine Gefahr für einen falschen Vorschub kann auch bei Ausfall der Kupplung 15 durch Stromunterbrechung nicht auftreten, da dann die Vorschubspindel 12 über die Welle 7 und die Kupplung 10 durch den Sperrfreilauf mit der Antriebsdrehzahl der Hatiptspindel 9 angetrieben wird. In diesem Fall wird der Vorschub unterbrochen, da - wie bereits erläutert -- ein Drehen der Gewindespindel 18 und damit ein Verschieben der Mutter 19 nur auftreten kann, wenn Vorschubspindel 12 und Hauptspindel 9 mit unterschiedlicher Drehzahl laufen.
Mit einem derartigen Winkelplankopf ist es somit auf einfache l"1eise möglich, durch eine reine Drehbearbeitung beispielsweise e/h.den Steg 26 und die Planflächen 23 und 24 des Steges 25 im Gehäuse 4, die auf einem größeren Durchmesser als die Stopfbuchsbohrung 27 liegen, genau maßhaltig zu bearbeiten. Wegen der sehr genauen Positionierbarkeit ist es damit auch möglich, die beiden Gehäusehälften getrennt zu bearbeiten, ohne daß Ungenauigkeiten beim Zusammenbau zu befürchten sind.
6 P a t e n t a n s p r ü c h e 1 Figur

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Vorrichtung zum spanenden Bearbeiten der Innenkontur von Turbinen-Gehäusen, insbesondere Leitschaufelträger-Stege, mittels eines rotiererd angetriebenen Schneidwerkzeuges, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das jede Gehäusehälfte t4) für sich bearbeitende Schneidwerkzeug (20, 21) von einem in vertikaler Richtung verfahrbaren Planschlitten (82) eines von einer Werkzeugmaschine angetriebenen Winkelplankopfes (1) geführt ist.
2. Verrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zu einer den WinketplankopI (1) antreibenden Hauptspindel (9), die von der Werkzeugmaschine direkt angetrieben ist, eine Vorschubspindel (12) zum Aijsfahren des Planschlittens (22) gefihrt ist, und daß die vorschubspindel (12) sowohl von dem Hauptantrieb iiber einen zwischengeschalteten Sperrfreilauf und eine .Lccrmell en-P ederdruckknpplung (10) mit gleicher Drehzahl wie die Hauptspindel 1) als auch ;'er einen Vorsehubmotor (,4) sowie eine weitere Kupplung (15) und den Sperrfreilauf (10) @@@ höherer Drehzahl als die Hauptspindel (9) antreibbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vorschubspindel (12) über ein Kegelradpaar (17) eine im Winkelplankopf (1) geführte Gewondespindel (18) antreibt, auf der eine mit dem die Werkzeughalter (20, 21) tragenden Planschlitten (22) starr verbundene und diesen ausfahrellde Mutter (19) geführt ist.
4. vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichn-t, daß paraliel zur Hauptspindel (9) eine weitere, über ein Kegelraapaar (6) von der Werkzeugmaschine direkt angetriebene Antriebswelle (7) angeordnet ist, die an einem Ende über ein 7ahnradpaar (8) die Iiauptspindel (9) und am anderen Ende über den Sperrfreilauf und die Lamellenfederdruckkupplung (10) sowie ein weiteres Zahnradpaar (11) die Vorschubspindel. (12) antreibt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daB.

Hauptspindel (3) und vorschubspindel (12) über eine Kupplung (16) miteinander in verbindung stehen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wischen Vorschubmotor (13) und Kupplung (10) der Antriebsweile (7) ein Übersetzungsgetriebe X,6) angeordnet ist.