DE2921725A1

DE2921725A1 - Transportable sonder-drehmaschine fuer flansche grosser dimensionen

Info

Publication number: DE2921725A1
Application number: DE19792921725
Authority: DE
Inventors: Willi Dipl Ing Hartmann; Klaus Dipl Ing Huth
Original assignee: Gaskombinat Schwarze Pumpe VEB
Current assignee: Gaskombinat Schwarze Pumpe VEB
Priority date: 1978-06-22
Filing date: 1979-05-29
Publication date: 1980-01-10
Also published as: YU146979A; AT374389B; US4314491A; ATA414479A; DD143698A3; IN149825B; JPS5542794A; CS228704B1

Description

a) (Titel der Erfindung

(Transportable Sonder-Drehmaschine für Plansche großer Dimensionen

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine transportable Sonder-Drehmaschine für die spanende Bearbeitung von Diciitflachen an Flanschen, die sich infolge ihrer großen Dimensionen nicht demontieren lassen oder deren Demontage aus sonstigen Gründen nicht zweckmäßig ist· Plansche derartiger Größe sind in großer Anzahl besonders in Kohleveredlungsanlagen sowie in Chemieanlagen im Einsatz« Die meist aggressiven Medien- oder Umweltein— flüsse führen aber gerade dort zum raschen Verschleiß der Dichtflächen.

Beim Pehlen geeigneter Sonder-Drehmaschinen müssen die Planschbauteile ausgebaut, in die Instandsetzungswerkstätten transportiert, in diesen bearbeitet und dann wieder vor Ort gebracht und eingebaut iverden.

Bei Planschdimensionen von D > 1 000 ami ist diese Verfahrensweise äußerst kompliziert und oftmals gar nicht realisierbar.
Infolge beengter Platsverhältnisse sind in diesen Pällen in den Anlagen erhebliche bauliche Maßnahmen vorzunehmen, um die betreffenden Aggregate auszutauschen oder einer Instandsetzung zuzufahren»

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Abgesehen von den instandhaltungss.echnischen Aufwendungen sind hierbei auch Produktionseinschränkungen unvermeidbar, die über die von IJormalreparaturen weit hinausgehen.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ea sind bereits Vorrichtungen zur drehmäßigen spanenden Bearbeitung von nicht demontierten Bauteilen bekanntgeworden·

Eine solche ist mit einem rotierenden Ausleger oder mit einer, mit einem Werksupport bestückten rotierenden Scheibe versehen und dient der Bearbeitung von !lanschflachen, insbesondere Rohrseirnwänden kleinerer Abmessungen, d.h. im Bereich von 5OO mm· Bei dieser Vorrichtung wird der Vorschub mittels einem Schaltstern realisiert·

Bgsannt ist auch bereits eine Großanlage zur Bearbeitung von Rohrstirnwänden mittels Rohrinnenspannung und einer mit Werkzeugträgern bestückten rotierenden Glocke, die auf Baustellen eingesetzt werden kann. Gleichfalls wurden bereits Sondervorrichtungen für die Bearbeitung von ring- und rohrförmigen Bauteilen vorgeschlagen, die sowohl für sehr große als auch für kleine Bauteile geeignet sind. Der Aufbau der Vorrichtung zum Abdrehen von sehr großen Bauteilen vorzugsweise für ringförmige Bauteile an Tagebau-Großgeräten beinhaltet den Aufbau einer kreisförmigen Ringführungsbahn aus Segmenten mit umlaufendem Support und einem zentrischen Antrieb, welcher über einen Ausleger den Support verbindet.

Pur die Bearbeitung kleiner tferkstückdurchmesser sind die Vorrichtungen mit spreizenden Spanneinrichtungen versehen und auf Auslegern angeordneten vV'erkstück-Supporten.

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D_es weiteren existieren Vorrichtungen, die vorzugsweise eine, waagerechte Bearbeitungsach.se für wellenförmige Werkstücke sowie zur Bohrungsbearbeitung von Werkstücken aufweisen.

Diese bekannten und vorstehend in ihrem firkungsprinzip kurz beschriebenen Torrichtungen sind hinsichtlich ihres geometrischen Einsatzes zur Bearbeitung kleinerer Durchmesser sowie als Sondervorrichtungen für ausgewählte Bearbeitungsanforderungen, einschließlich sehr großer Durchmesser, geeignet«

Sie gestatten jedoch infolge ihrer spezifischen geometrisch technischen Lösungsprinzipien keine Yerallgerneinerung zur Bearbeitung von Plansch-Dichtflachen mittlerer bis großer Durchmesser an nicht demontierten Bauteilen« Die bekannten Vorrichtungen entbehren weitestgehend jeweils in der Summe die erforderlichen technischen Baugruppen einer Drehmaschine hinsichtlich Hauptspindellagerung, Veränderung der Schnittgeschwindigkeit, notwendiger Steife des Hauptantriebes und des Maschinensystems, wie dies am Beispiel der beschriebenen Vorrichtung mit rotierendem Ausleger und Werksupport deutlich zu erkennen ist·

Das Justieren und Fügen der Vorrichtung mit den zu bearbeitenden Bauteilen ist dadurch zwangsläufig speziellen Bearbeitungsaufgaben vorbehalten, wie dies aus dem Beispiel einer Vorrichtung mit Standrohr und einer zugehörigen Rohrinnenspannung abzuleiten ist·

d) Ziel der E-rf iadung

Die Erfindung hat das Ziel, eine transportable Sonder-Drehmaschine mit einer spezifisch geringen geometrischen Baugröße sowie einem relativ geringen Gewicht zu schaffen, die der Bearbeitung von Plansch-Dichtf lachen mittlerer bis großer Durchmesser für nicht demontierte Bauteile dienen soll. Damit werden die für eine der-

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artige Instandsetzung erforderlichen Aufwendungen im erheblichen Umfang reduziert und in gleichem Maß Produktionseinschränkungen gemindert·

e) Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bisher in der Regel zur drehmäßigen spanenden Bearbeitung von Flanschen großer Dimensionen erforderlichen Ausbau derselben sowie deren werkstattniäßige Instandsetzung zu vermeiden·

Die bauliche Konzeption der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dabei mittels geometrisch einfacher Systeme hinsichtlich der Handhabung, Justierung und Montage am zu bearbeitenden Bauteil zu lösen. Aus der genannten Zielstellung für die Erfindung ist zugleich abzuleiten, daß die Bearbeitung in jeder beliebigen Lage der Drehachse, einschließlich der Überkopflage, zu erfolgen hat und für Dichtflächen in den Ausführungen Vor- und Rücksprung sowie ilut und Feder zu realisieren ist· Aus der Aufgabenstellung Bearbeitung von Vorsprüngen ergeben sich für die Werkzeugbewegungen in radialer und axialer Richtung definierte Abläufe.

Im Gegensatz zu bereits bekannten Vorrichtungen ist es Aufgabe der Erfindung, zur Beherrschung des Schnittprozesses für das Nachdrehen beschädigter, auftragsgeschweißter Dichtflächen sowie eingeschweißter Flansche die Schnittgeschwindigkeit anzupassen.

Ferner hat der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Justieren und Fügen des Drehgerätes am zu bearbeitenden Flansch-Bauteil unabhängig von vorhandenen geometrischen Abweichungen zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß \ vor Ort unmittelbar am zu bearbeitenden Flansch aus den transportablen Binzelsysteaen Zwischenflansch mit Spannsystem, Maschine mit Antrieb sowie rotierender Drehscheibe mit Werkzeugsupport und einer Hydraulikanlage

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eine der zu bearbeitenden Flanschgröße entsprechende Sonder-Drehmaschine angeordnet wird.

Der Zvidschenflansch ist dein zu bearbeitenden Flansch geometrisch zugeordnet und weist auf der dem Werkstück augewandten Seite Punktauflageη in Form von verstellbaren Distanzschrauben-auf, mit denen eine kraftschlüssige Verbindung zum Werkstück hergestellt wird. Eine solche Distanzschraube besitzt in ihrem oberen Teil Außenge?/inde, welches in den Zwischenflansch eingeschraubt ist« Unterhalb desselben befindet sich eine umlaufende Hingnut und in dieser für die punktförmige Abstützung zum Werkstück eine Distanζscheibe. In der Verlängerung dieses in den im Werkstück vorhandenen Befestigungslöchern geführten Elementen ist unterhalb des Werkstückes eine T-Sut zur Aufnahme eines hydraulischen Spanungssystems angeordnet. Auf dem Zylinder dieses Systems ist starr eine Spannhülse angebracht, die im Zusammenwirken mit der Distanzscheibe und dem Außengewinde des Elementes die kraftschiüssige Verbindung Zwischenflansch - Werkstück realisiert· Die dem Werkstück abgewandte Seite des Zwischenflansches weist zur Zentrierung der Maschine eine stirnseitig gestufte Planfläche auf.

Der Zwischenflansch besitzt umlaufend Gewindebohrungen, über die eine formschlassige Verbindung zur Maschine hergestellt wird.

Diese ist aus Punktionsgegebenheiten rotationssymmetrisch aufgebaut und besteht aus einem aus Leichtmetall gegossenen zylindrischen Gehäuse mit Flanschausführung zur Befestigung am Zwischenflansch, dem die Maschine demzufolge geometrisch zugeordnet ist· Im Gehäuse ist eine Arbeitsspindellagerung und in dieser eine Hauptspindel mit einer Drehscheibe angeordnet· Die Lagerung der Hauptspindel ist dabei vorzugsweise mit federgespannten Kegelrollenlagern ausgeführt. Zum Antrieb der Drehscheibe ist auf dem Maschinengehäuse ein Hydromotor mit einem mechanischen Getriebe stationiert,

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In Abhängigkeit von dem zu bearbeitenden Durchmesserbereich ist auf der Drehscheibe der Werkzeugsupport angeordnet, der sich in einer doppelseitigen V-lührung befindet.

Die radiale Vorschubbewegung des Werkzeugsupportes wird mittels einer Trapezgewindespindel realisiert. Der je Drehscheibenumdrehung diskontinuierliche Vorschub wird in bekannter Weise mit einem Schaltstern vorgenommen. Mir die Rückbewegung des Vorschubes ist auf der Drehscheibe ein zweiter Hydromotor angeordnet, der über eine Gliederkette getriebetechnisch mit der Trapezgewindespindel des Werkzeugsupports verbunden ist· Zur Einleitung der Hückbewegung des Supports nach Beendigung des Spanungsvorganges sind am Gehäuse starr ein Endschalter sov/ie am ,/erkzeugsupport eine verschiebbare noniusähnliche Leiste befestigt. Über ein Wegeventil steuert der Endschalter den Hydromotor des Supports an, während die Abschaltung desselben durch einen ölhydraulischen Druckschalter herbeigeführt wird· Zur Einleitung der Rückbewegung des Supports bei Überlastungen ist im Ölkreislauf des Drehscheibenantriebes ein zweiter ö!hydraulischer Druckschalter angeordnet, durch den wiederum das Wegeventil des Hydromotors für den Werkzeugsupport beaufschlagt wird· Senkrecht zur Vorschubrichtung des Werkzeugsupports befindet sich ein WerkzeugstöJSel mit dem Drehmeißel, dessen Zustellbewegung manuell mit einer Trapezgewindespindel vorgenommen wird.

Zur Realisierung des je Drehscheibenumdrehung diskontinuierlichen Stößelvorschubes in Richtung der Drehachse für Vor- und zugleich Rücklauf ist am Gehäuse ein manuell zu betätigender Wechselanschlag befestigt, mit dem ein auf der Trapezgewindespindel befindlicher Schaltstern bewegt wird.

Die Ansteuerung und Beaufschlagung der vorstehend beschriebenen hydraulischen Bauelemente wird durch eine dem Sonder-Drehgerät zugeordnete an sich bekannte transportable Hydraulikanlage vorgenommen·

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f) Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in Hg. 1 die Sonder-Drehmaschine in Arbeitsstellung, Fig. 2 das Spannsystem des Zwischenflansches, Pig· -3 das Supportsystem,

Fig. 4 eine iCeildarstellung des Hydrauliksystenis, Fig. 5 einen Wechselanschlag als Einzelheit zu Fig.

Im Ausführungsbeispiel ist eine deformierte Flansch-Dichtfläche 1 mit einem Durchmesser von 1 500 mm spanend zu bearbeiten. Dazu werden die transportablen Einzelsysteme Zwischenflansch 2 mit Spannsystem 3» Maschine Λ mit einem speziellen Transportwagen und Hydraulikanlage vor Ort gebracht und mittels Hebezeugen direkt am.Werk— stück zu einer Sonder-Drehmaschine komplettiert, wie dies in der Fig· 1 dargestellt ist· Dabei -wird der Zwischenflansch mit dem Spannsystem auf den 25U bearbeitenden Flansch abgesetzt· Die Justierung des Zwischenflansches auf dem Werkstück erfolgt dann durch Drehen der in den Zwischenflansch eingeschraubten Distanzschrauben 6, wobei sich die Distanzscheiben 7 auf dem Werkstück abstützen* Dies ist besonders der Fig* zu entnehmen. Fach vollzogener Justierung erfolgt die kraftschlüssige Verbindung des zu bearbeitenden Werk-Stückes mit dem Zwischenflansch mit hydraulischen Spannzylindern 8 in zwei Schalt-Druckstufen· Zur geometrischen Fixierung von Zwischenflansch und Maschine werden die gemeinsamen Terbindungsflachen in einer Zentrierung 9 gepaart sowie verschraubt, womit

23Ο sich die Sonder-Drehmaschine in Arbeitsstellung befindet· Die Maschine ist rotationssymmetrisch aufgebaut und weist ein aus Leichtmetall gegossenes zylindrisches Gehäuse auf, in dem die weiteren Baugruppen Hauptantrieb 10, rotierende Drehscheibe 11 mit Hauptspindel, Arbeitsspindellagerung 12 und Werkzeugsupport I3 mit Hydromotor angeordnet sind.

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Das in Arbeitsstellung befindliche Gerät wird nunmehr in Abhängigkeit von den durch das Werkstück vorgegebenen geometrischen Anforderungen in Arbeitsbereitschaft versetzt, indem der Support radial und der Stößel 14 mit Drehmeißel manuell in Sichtung der Drehachse eingestellt werden· Das Support system ist in der Fig. 3 dargestellt·. Der Drehvorgang beginnt mit der Inbetriebnahme des Hauptantriebes 10, welcher über einen mechanischen Getriebezug 15 die Rotation der Drehscheibe bewirkt· Die Lagerung der Drehscheibe mit der Hauptspindel erfolgt gehäuseseitig in doppelt angeordneten Kegelrollenlagern in druckfedergespannter Ausführung· Die radiale Vorschubbewegung des Werkzeugsupports erfolgt je Drehscheibenumdrehung diskontinuierlich, durch schrittweise Teilbewegung eines Schaltsternes 17, mit der sich daraus ergebenden Teilbewegung der Trapezgewindespindel 18« Fach Beendigung des jeweiligen SpanungsVorganges wird der Rücklauf des Werkzeugsupportes noch vor Beendigung der Drehscheibenrotation durch die Betätigung des Wegeventils 19 zur Beaufschlagung des Hydromotors durch einen wegabhängigen Bndschalter 20 vorgenommen· Bei unvorhergesehenen Belastungen infolge Meißelabstumpfung oder zu großen Spanungsquerschnittes betätigt ein ölhydraulischer Druckschalter 21 Folgeelemente für den Werkzeugsupportrücklauf und die Stillsetzung des Hauptantriebes·

Der für diese Schaltvorgänge relevante Teil der Hydraulikanlage ist in der Fig. 4 dargestellt.

Das Drehen des Außendurchmessers eines Vorsprunges der Dichtfläche geschieht durch den Stößelvorschub mit einem Wechselanschlag 22, welcher den auf der Trapezgewindespindel 23 befestigten Schaltstern 24 wiederum diskontinuierlich je Drehscheibenumdrehung bewegt. Dies ist aus

27O der Fig. 5 ersichtlich.

Die Vorteile einer spanenden Bearbeitung von Flansch-Dichtflächen mit einem transportablen Drehgerät ergeben sich bei Instandsetzungsaufgaben für nicht demontierbare

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Großbauteile bzw. wo eine Demontage aus sonstigen Gründen unzweckmäßig wäre»

{Technologisch, ist mit der Sonder-Drehmaschine das nachdrehen beschädigter, auftragsgeschweißter Dichtflächen sowie von angeschweißten Flanschen realisierbar· Neben der Vermeidung von Demontagen sowie der nachfolgenden Montage von Großbauteilen mit einem,überhöhten Aufwand einschließlich der damit verbundenen sicherheitstechnischen Probleme kann die zeitliche Verfügbarkeit der im Einbauzustand n_achgedrehten Bauteile wesentlich erhöht v/erden·

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Verzeichnis der verwendeten Bezugszeichen

1 - Werkstück

2 - Zwischenflansch

3 - Spannsystem

4 - Maschine

5 - Hydraulikanlage

6 - Distanzschraube

7 - Distanzscheibe

8 - Spannzylinder

9 - Zentrierung

10 - Hauptantrieb

11 - Drehscheibe

12 - Lagerung

13 - Werkzeugsupport

14 - Stößel

15 - Getriebezug

16 - Kegelrollenlager

17 - Schaltstera

18 - Trapezgewindespindel des Supports

19 - Wegeventil

20 - Endschalter

21 - Druckschalter des Hauptantriebes

22 - Wechselanschlag

23 - Trapezgewindespindel des Stößels

24 - Schaltstern

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Leerseite

Claims

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Brfindungsanspruch

M.!transportable Sonder-Drehmaschine für die spanende Bearbeitung von IPlansch-Dichtflachen mittlerer bis großer Durchmesser für nicht demontierte Bauteile, dadurch gekennzeichnet, daß vor Ort unmittelbar am zu bearbeitenden Flansch (1) aus jeweils transportablen Einze!systemen Zwischenflansch (2) mit Spannsystem (3)» Maschine (4) und Hydraulikanlage (5) eine dem zu bearbeitenden Flansch geometrisch zugeordnete Sonder-Drehuiaschine angeordnet wird, wobei zwischen Zwischen— flansch und Werkstück eine kraftschlüssige Verbindung aufgebaut wird und hierzu in den Zwischenflansch verstellbare Distanzschrauben (6) eingeschraubt sind sowie zwischen Maschine und Zwischenflansch eine formschlüs— sige Verbindung aufgebaut.wird und hierzu der Zwischenflansch eine stirnseitig gestufte Planfläche sowie umlaufend G-ewindebohrungen aufweist.

2» transportable Sonder-Drehmaschine nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sinze!system Maschine (4) rotationssymmetrisch und aus einem vorzugsweise aus Leichtmetall gegossenen zylindrischen Gehäuse mit Flanschausführung aufgebaut ist, in welchem die Baugruppen Hauptantrieb (10), rotierende Drehscheibe (11) mit Hauptspindel, Arbeitsspindellagerung (12) und Werkzeugsupport (13) mit einem Hydromotor angeordnet sind.

3» transportable Sonder-Drehmaschine nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbaren Distanzschrauben (6) in ihrem oberen (Peil jeweils Außengewinde, welches in den Zwischenflansch eingeschraubt ist, und unterhalb desselben eine umlaufende Ringnut aufweisen, in der sich eine Distanzscheibe (7) befindet sowie in einer T-Iut, die sich in Arbeitsstellung der Distanzschraubeη unterhalb des Werkstückes befindet, ein hydraulischer Spann-

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zylinder (8) angeordnet ist, auf dessen Zylinder starr eine Spannhülse angebracht ist.

4· Transportable Sonder-Drehmaschine nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Eückbewegung des Vorschubes des Werkzeugsupports (I3) auf der Drehscheibe (11) ein zweiter Hydromotor angeordnet ist, der über eine Gliederkette getriebetechnisch mit der Trapezgewindespindel (18) des Supports verbunden ist und daß zur Einleitung der Eückbewegung des Supports nach Beendigung des Spanungsvorganges am Gehäuse starr ein Endschalter (20) sowie am Werkzeugsupport eine verschiebbare noniusähnliche Leiste befestigt sind,

33O wobei diesen Elementen zur Ansteuerung des Hydromotors die an sich bekannten hydraulischen Bauelemente Wegeventil und ölhydraulischer Druckschalter zugeordnet sind, während zur Einleitung der Eückbewegung des Supports bei Überlastungen im Ölkreislauf des Dreh-Scheibenantriebes ein zweiter ölhydraulischer Druckschalter (21),· dem wiederum das Wegeventil (19) des Werkzeugsupportantriebes zugeordnet ist, vorgesehen ist·

5. Transportable Sonder-Drehmaschine nach Punkt 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Realisierung des je Drehscheibenumdrehung diskontinuierlichen Vorschubes des Stößels (14) in Richtung der Drehscheibe für Vor- und zugleich Rücklauf am Gehäuse ein manuell zu betätigender Wechselanschlag (22) zur Bewegung eines auf der Trapezgewindespindel (23) befindlichen Schaltsternes (24) befestigt ist.

(Hierzu 4 Blatt Zeichnungen)

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