DE3320486A1 - Spannvorrichtung zur spanabhebenden bearbeitung von rohrboegen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung von Rohrbögen mit Spannplatte und mit dieser verbundenem Zentrierflansch zum Einspannen in das Spannfutter einer Drehbank.

In kerntechnischen Anlagen werden hohe Anforderungen an die Schweißverbindungen zwischen den einzelnen Rohrleitungsabschnitten und den Rohrbögen innerhalb der Rohrleitungsanlage gestellt.

Die Herstellungstoleranzen handelsüblicher Rohre und insbesondere Rohrbögen bewegen sich abhängig von der Nennweite in Toleranzfeldern bezüglich des Versatzes von Innen- und Außendurchmesser, die nicht der Voraussetzung für die Ausführung einer riß- und porenfreien Durchführung der Schweißverbindung entsprechend der in der Kerntechnik geforderten Basissicherheit genügen. Den Forderungen der Kerntechnik entsprechende engere Toleranzfeider sind wirtschaftlich bei der Herstellung von Rohrleitungsbögen nicht zu realisieren» Die Beseitigung des Innenversatzes ist somit entscheidend für die Ausführung einer ordnungsgemäßen Schweißverbindung zwischen Rohrabschnitten und Rohrbögen in der Kerntechnik. Die Beseitigung des Innenversatzes ist zugleich von Bedeutung, um einem Absetzen von Feststoffen aus dem durch die Rohrleitungsanlage geführten Medium an scharfen Kanten, insbesondere im Bereich der Schweißverbindung, wirksam zu begegnen« In den Anschlußstellen, in denen eine Schweißverbindung vorgenommen wird, ist auch der Außenversatz über beispielsweise eine Länge von 100 mm zu beseitigen, um den Prüfkopf für die Schweißnahtuntersuchung im erforderlichen Abstand von der Schweißnaht anzuordnen.

Rohrbögen werden nach den herkömmlichen Methoden auf einem Bohrwerk bearbeitet. Hierzu wird der Rohrbogen mit einer seiner Seiten auf den Spanntisch des Bohrwerks gelegt und über Führungsnuten im Spanntisch mit Hilfe in diesen geführter An-. ker, an diesen befestigter Bügel und zugehöriger Spannbolzen auf dem Spanntisch aufgespannt. Mit dem Bohrwerk wird hierbei mit unterschiedlichen Formstählen von der Seite her die span-

abhebende Bearbeitung in und an dem Rohrbogen vorgenommen. Die Arbeitszeiten zum Ausrichten und Aufspannen der nacheinander zu bearbeitenden Enden des Rohrbogens sind verhältnismäßig kur,z. Gleichfalls das zentrische Ausrichten des Werkzeugs auf die jeweils zu bearbeitende Fläche. Demgegenüber sind für die Bearbeitung nacheinander die unterschiedlichsten Formstähle einzusetzen, das heißt jeweils in das Aufnahmefutter des Bohrwerks diese Formstähle vor dem Bearbeitung sab schnitt ein- und nach diesem wieder auszuspannen. Der Kopf des Bohrwerks beschränkt den Einblick in den Bearbeitungsvorgang und dessen Kontrolle.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe einer beschleunigten Bearbeitung des Rohrbogens unter Verminderung des Aufwandes für die Rüstzeiten zur Bearbeitung, das Umspannen von Formstählen und einer verbesserten Kontrolle des Bearbeitungsvorganges.

Zur liösung dieser Aufgabe ist, ausgehend von einer Spannvorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung von Rohrbogen mit Spannplatte und mit dieser verbundenem Zentrierflansch zum Einspannen in äofs Spannfutter einer Drehbank, die erfinflungsgemäße Lösung gekennzeichnet durch einen mit der Spannplatte umfangsseitig lösbar verbundenen, in Richtung auf die Drehachse verstellbaren Anschlag mit Spannbügel sowie Verbindungsschraube und Spannschraube zum Eingriff in das spannplattenseitige Ende des Rohrbogens, mindestens zwei bezüglich der Symmetrieebene der Spannplatte in einander gegenüberliegend angeordneten Führungen derselben parallel zu verschiebende sowie über Arretierungsmittel festzulegende Spannbockstützen. Führungen und Arretierungsmittel für eine Abstandsveränderung der Spannböcke von der Spannplatte und durch in den Spannböcken achsensenkrecht zu ihren Führungen in den Spannbockstützen zueinander verstellbar gelagerte Gewindespindeln mit Spannbolzen für ein Einspannen des spannplattenseitigen Endes des Rohrbogens von der Seite her, ferner durch mindestens drei weitere, um die Drehachse der Spannplatte kreisringförmig angeordnete Spannböcke mit

in Richtung auf die Drehachse gerichteten Gewindespindeln mit Spannbolzen auf oder in einem bügel- oder ringförmigen Spannbockträger in einer zur Spannplatte parallelen Ebene und durch eine lösbare Verbindung des Spannbockträgers mit der Spannplatte über eine oder mehrere Tragpratzen.

Mit dieser Spannvorrichtung wird ein Rohrleitungsbogen in einer gegenüber der Spannplatte aufgerichteten Lage unter einfachem Zentrieren des zu bearbeitenden freien Endes fest verspannt. Diese Lösung legt eine Abkehr von der vorbestehenden Auffassung zu Grunde, derzufolge Rohrbogen spanabhebend mit der zu fordernden Sicherheit einerseits und den gerade für die Kerntechnik zu stellenden hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität und die Toleranzen der herzustellenden Anschlüsse andererseits schwingungsfrei nur auf den Tisch eines Bohrwerkes aufgelegt und aufgespannt zu bearbeiten sind. Mit der gefundenen Lösung können nunmehr die unterschiedlichsten Konturen an den Enden des Rohrleitungsbogens für die Vorbereitung der Schweißverbindung mit den anzuschließenden Leitungen unter Ausschluß eines Umspannens von Sonderwerkzeugen unmittelbar abgedreht werden.

Der umfangsseitige Anschlag kann unabhängig von dem Winkel des Rohrbogens an diesen angesetzt und über den Eingriff in das Rohr mit Hilfe eines Spannbügels sowie zugehöriger Feststell- und Spannschraube das spannplattenseitige Ende des Rohrbogens festgelegt werden. Des weiteren gleichfalls unabhängig von der Nennweite lassen sich für das seitliche Abstützen des spannplattenseitigen Endes des Rohrbogens die Spannbockstützen in ihren Führungen in der Spannplatte und die Spannböcke in Führungen der Spannbockstützen derart ausrichten, daß über die Spindeln die Spannbolzen in zur Symmetrieebene von Spannplatte und Rohrbogen parallelen Ebenen den Außenumfang des Rohres verspannen. Mindestens drei weitere um die Drehachse kreisringförmig angeordnete Spannböcke auf oder in einem bügel- oder ringförmigen Spannbockträger dienen dazu, das zu bearbeitende freie Ende des Rohrbogens durch die auf die Drehachse gerichteten, über den Umfang des Rohrbogens gleichmäßig verteilt, über die Spindeln eingreifenden Spannbolzen fest einzuspannen.

Durch die Möglichkeit des Umsetzens bzw. der Verschiebung des bügel - oder ringförmigen Spannbockträgers auf der Spannplatte über seine Tragpratze ist nicht nur ein festes Einspannen des zu bearbeitenden freien Endes des Rohrbogens, sondern zugleich auch eine genaue Zentrierung bezüglich der Drehachse der Spannplatte vorzunehmen..

Als Führungen für eine Parallelverschiebung der Spannbockstützen in der Spannplatte und ihre Festlegung in Anpassung an unterschiedliche Nennweiten der Rohrbogen besonders vorteilhaft sind zwei zur Symmetrieebene der Spannplatte parallele Führungsnuten in derselben und entsprechend angepaßte Stege oder Schrauben an den Spannbockstützen, die zu den Spannschrauben für das feste Verspannen in den einzelnen Positionen hinzutreten. Für eine einfache ParallelverSchiebung der Tragpratze des Spannbockträgers für die Zentrierung und Anpassung an unterschiedliche Nennweiten empfiehlt es sich, dem gegenüber Führungs- und zugleich Befestigungsschrauben auf der Spannplatte und entsprechend ihrem Außendurchmesser in der lichten Weite angepaßte Führungsnuten in der oder den Tragpratzen vorzusehen .

In bevorzugter Weiterbildung werden, um die Führung und seitliche Abstützung der Tragpratze oder -pratzen des Spannbockträgers weiter zu verbessern, an die Tragpratze seitlich anliegende Führungsleisten zugeordnet, die mit der Spannplatte fest verbunden sind.

Um das Vorjustieren des Spannbockträgers und das Ausrichten des zu bearbeitenden Rohrbogenendes bezüglich der Drehachse weiter zu erleichtern, wird ein mit der Spannplatte lösbar verbundener Spannbock vorgesehen und eine in dessen Spindel geführte Spindelmutter , die mit dem bügel- oder ringförmigen Spannbockträger bzw. dessen Tragpratze oder -pratzen verbunden ist. Nach Lösen der Verbindungsschrauben zwischen Spannplatte und Tragpratze des Spannbockträgers ist über diesen Spannbock eine Vorjustierung des Spannbockträgers vorzunehmen. Für eine weitergehende Erleichterung des Einspannvorganges für das Einspannen des Rohrbogens in die Spannvorrichtung im Bereich des zu bearbeitenden freien Endes werden mindestens

zwei Paare einander gegenüberliegend angeordneter Spannböcke vorgesehen und der bügel- oder ringförmige Spannbockträger in einer Ebene rechtwinklig zur Symmetrieebene der Spannplatte in einen ersten Teilabschnitt mit einem oder mehreren und einen zweiten mit der Tragpratze verbundenen Teilabschnitt mit zwei oder mehreren Spannböcken unterteilt ausgeführt, wobei die beiden Teileinheiten in der Unterteilungsebene über Flanschen sowie Verbindungsschrauben leicht lösbar verbunden sind.

Um ein und dieselbe Spannvorrichtung möglichst universell für Rohrbogen innerhalb eines größeren Bereichs von Nennweiten einsetzen zu können, wird die Tragpratze des bügel- oder ringförmigen Spannbockträgers unterteilt ausgeführt und Parallelführungen sowie zugehörige Spannschrauben für diese Teile vorgesehen, um wahlweise den Abstand des Spannbqckträgers von der Spannplatte derart einzustellen und festzulegen, daß von den durch die Spindeln bewegten Spannbolzen der Außenumfang des zu bearbeitenden freien Endes des Rohrbogens im Bereich seines Auslaufs mit kreisringförmigem Querschnitt und möglichst nahe am zu bearbeitenden Ende eingespannt wird.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigt

Figur 1 eine Aufsicht und
Figur 2 eine Seitenansicht

einer Spannvorrichtung mit einem Spannbockträger mit zwei Paa ren von Spannböcken, deren Spindeln in einem Achsenkreuz in der Symmetrieebene des Spannbockträgers verlaufen.

Von der in Figur 1 in Aufsicht dargestellten Spannvorrichtung wird das spannplattenseitxge Rohrende auf der Spannplatte 1 mit dem Anschlag 3 in der Darstellung in Richtung nach oben festgelegt. Dieser Anschlag weist Langlöcher 3a zur Parallelverschiebung mit Schraubenbolzen 5 zur Führung und Befestigung an der Spannplatte auf.

Auf dem Anschlag ist für den Eingriff in das Rohrende ein Spannbügel 7 über eine Verbindungsschraube 9 befestigt. Für die Verbindungsschraube ist in dem Spannbügel ein Langloch 7a vorgesehen. Das Einspannen des Rohrendes zwischen Anschlag und dessen Spannbügel erfolgt im Bereich ihrer Abkröpfungen über die Spannschraube 11.

Zur beidseitigen Fixierung des spannplattenseitigen Endes des Rohrbogens dient ein Paar bezüglich der Symmetrieebene der Spannplatte einander gegenüberliegend angeordneter Spannböcke 20,22 mit Spindeln. Ihre Spannbockstützen 24,26 werden in zur Symmetrie ebene der Spannplatte parallelen Führungsnuten 28,30 in der Spannplatte und entsprechende Gegenstücke am Fuß der Spannbockstützen, beispielswwise Profileisen oder Schraubenbolzen, parallel geführt. Für die Festlegung der Position der Spannbockstützen sind jeweils zwei Befestigungsschrauben vorgesehen, die fjlr die in der Darstellung rechte Spannbock stütze 26 als Sechskantschrauben 36,38, Letztere strichpunktiert, dargestellt sind. Für diese Befestigungsschrauben sind Reihen von Gewindebohrungen 40,42; 44,46 paarweise spiegelbildlich zu den Führungsnuten für die Spannbockstützen in der Spannplatte vorgesehen. Die Spannbockstützen sind durch diese Anordnung leicht in die durch die Gewindebohrungen vorgegebenen Positionen zu verschieben und in diesen festzulegen. Diese Gewindebohrungen sind in einem Raster entsprechend der jeweils für die einzelnen Nennweiten günstigsten Position angeordnet, um den Rohrbogen in zur Symmetrieebene von Spannplatte und Rohrbogen parallelen Ebenen und in einem kreisringförmigem Rohrquerschnitt von beiden Seiten her einzuspannen. Für das Einspannen des zu bearbeitenden freien Endes des Rohrbogens dient ein bügel- oder ringförmiger, das Rohrende umgreifender Spannbockträger 50, der vier Spannböcke 52,54,56,58 abstützt. Der Spannbock 52 ist im Schnitt, diejenigen 54,56 lediglich strichpunktiert, der 58 dagegen nicht dargestellt. Der Spannbockträger ist mit der Tragpratze 60, die sich auf der Spannplatte abstützt, fest verbunden. Diese Tragpratze ist mit der Spannplatte über insgesamt vier Schrauben 62,64,66, 68 lösbar verbunden. Diese Schrauben dienen zur Parallelführung der Tragpratze über dem Schaftdurchmesser der Schrauben ange-

paßte Langlöcher 65,67,69 in der Tragpratze. Für eine Vorjustierung des Spannbockträgers ist ein Spannbock 70 vorgesehen, der mit der Spannplatte 1 über Schrauben 72 verbunden und dessen über die Spindel 74 geführte Spindelmutter 122 mit der Grundplatte der Tragpratze über Schrauben 78 verbunden ist. Zur Verbesserung der Parallelverschiebung des Spannbockträgers dienen seitlich an dessen Pratze anliegende Führungsleisten 80, 82, die über Schrauben 81 mit der Spannplatte fest verbunden sind.

In Figur 2 ist die Spannvorrichtung in Seitenansicht dargestellt. Für die einzelnen in Figur 1 dargestellten Konstruktionsteile werden in Figur 2 übereinstimmende Kennzahlen verwendet. Die Spannplatte 1 ist mit einem Zentrierflansch la versehen. Bezüglich des Anschlags 3 wird an dessen in der Darstellung unterem Ende die Abkröpfung 3b und diejenigen 7b des Spannbügels 7 erkennbar, die für das Anlegen und Festspannen des spannplattenseitigen Endes des Rohrbogens vorgesehen sind. Die in einem Gewinde des Spannbügels geführte Spannschraube 11 stützt sich auf der Oberseite des Anschlags ab.

Für eine Ausrichtung der Verstellspindeln, die auf das spannplattenseitige Ende des Rohrbogens geführt werden, sind ihre Spannböcke, von denen der linke 20, der andere 22 verdeckt dargestellt ist, in Langlöchern 24a (26a) der Spannbockstützen 24 (26) derart geführt, daß ihr Abstand von der Spannplatte stufenlos zu verstellen ist. Für das Festlegen der Spannböcke in den einzelnen Positionen sind die Spannböcke der Spannbockstützen in Abschnitte 20a,20b unterteilt, und diese Teile werden über Schrauben 100,102 verspannt. Die Abschnitte 20a,20b sind in ihren den Langlöchern zugewandten Bereichen zugleich mit den für die Führung in den Langlöchern erforderlichen Ausfräsungen versehen. Die Tragpratze des Spannbockträgers besteht aus einer bezüglich der Darstellungen horizontalen Tragplatte 110 und vier oberhalb und unterhalb derselben vertikal verlaufenden, dreieckförmigen Stützen 112,114 sowie einer im wesentlichen rechteckförmigen, an der Spannplatte anliegenden Grundplatte .116, die untereinander

verschweißt sind. An dieser Tragplatte 110 ist in der Darstellung von unten her in der Symmetrieebene der Spannvorrichtung ein Spannbock 58 angeschweißt. In einer in der Darstellung Horizontalen durch die Drehachse ist der Spannbock 52 und hinter diesem verdeckt derjenige 56 innerhalb des bügeiförmigen Spannbockträgers angeordnet. Dem unteren Spannbock 58, bezüglich der Drehachse gegenüberliegend, ist der Spannbock 54 vorgesehen. Für eine Vorjustierung des Spannbockträgers dient der Spannbock 70, der über die Schrauben 72 mit der Spannplatte 1 und dessen über die Verstell spindel 120 geführte Spindelmutter 122 über Grundplatte 116 und Tragplatte 110 mit dem bügeiförmigen Spannbockträger fest verbunden ist. Der Aufbau aller Spannböcke ist im wesentlichen gleich. Zur Erläuterung wird der Spannbock 54 beschrieben. Innerhalb eines mit dem Spannbockträger verbundenen Mantels 130, und zwar im Bereich seines in der Darstellung oberen Abschnitts, wird die Verstellspindel 132 am Umfang abgestützt. Gegen eine Verschiebung dient der Bund 134 und der Feststellring 136. Der Feststellring 136 ist mit der Verstellspindel über den Splint 138 festgelegt. Die Gewindebohrung des Spannbolzens 140 entspricht dem Außengewinde der Verstellspindel 132. Der Spannbolzen 140 weist auf seinem Außenmantel eine Führungsnut 140a auf, in die für eine Sicherung gegen ein Verdrehen die Führungsschraube 142 eingreift. Für den Eingriff des Verstellschlüssels ist das Ende der Verstellspindel mit Paßflächen 144 versehen.

Claims (6)

1. 6900 Heidelberg, den 1. Juni 1983

   Anmelder: KRAFTANLAGEN AKTIENGESELLSCHAFT, Im Breitspiel 7 - Postfach 10 34 20 6900 Heidelberg 1

   "Spannvorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung von Rohrbogen"

   Patentansprüche

   Spannvorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung von Rohrbogen mit Spannplatte und mit dieser verbundenem Zentrierflansch zum Einspannen in.das Spannfutter einer Drehbank, gekennzeichnet durch einen mit der Spannplatte (1) umfangsseitig lösbar verbundenen, in Richtung auf die Drehachse verstellbaren Anschlag (3) mit Spannbügel (7) sowie Verbindungsschraube (9) und Spannschraube (11) zum Eingriff in das spannplattenseitige Ende des Rohrbogens, mindestens zwei bezüglich der Symmet/:ieebene der Spannplatte in einander gegenüberliegend angeordneten Führungen derselben parallel zu verschiebende sowie über Arretierungsmittel festzulegende Spannbock stützen (24,26), Führungen und Arretierungsmittel für eine Abstandsveränderung der Spannböcke (20,22) von der Spannplatte (1) und durch in den Spannböcken achsensenkrecht zu ihren Führungen in den Spannbockstützen zueinander verstellbar gelagerte Gewindespindeln mit Spannbolzen für ein Einspannen des spannplattenseitigen Endes des Rohrbogens von der Seite her ferner durch mindestens drei weitere, um die Drehachse der spannplatte kreisringförmig angeordnete Spannböcke (52,54,56,58) mit in Richtung auf die Drehachse gerichteten Gewindespindeln mit Spannbolzen auf oder in einem bügel- oder ringförmigen Spannbockträger (50) in

   einer zur Spannplatte parallelen Ebene und durch eine lösbare Verbindung des Spannbockträgers mit der Spannplatte über eine oder mehrere Tragpratzeh(60)_o
2. 2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeich-

   n e t durch zur Symmetrieebene der Spannplatte parallele Führungsnuten (28,30) in der Spannplatte und Spannschrauben zur Parallelverschiebung und Festlegung der Spannbockstützen (24,2 6) für ein beidseitiges Einspannen des spannplattenseitigen Endes des Rohrbogens ferner durch mindestens eine von dem bügel- oder ringförmigen Spannbockträger ausgehende, auf die Spannplatte gerichtete Tragpratze mit Langlöchern (65,67,69) und Spannschrauben (64,66,68) zur Parallelverschiebung und Festlegung des Spannbockträgers über dessen Tragpratze (n) (60) auf der Spannplatte für-ein Justieren und Einspannen des dem an der Spannplatte anliegenden Ende des Rohrbogens gegenüberliegenden, zu bearbeitenden freien.
3. 3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mit der Spannplatte (1) verbundene, an die Tragpratze (n) (60) des bügel- oder ringförmigen Spannbockträgers (50) seitlich anliegende Führungsleisten (80,82) für ein erleichtertes paralleles Führen und Zentrieren des Spannbockträgers (50) und zugleich des durch dessen Spannböcke (52,54,56) bzw. deren Spannbolzen eingespannten,_<zu bearbeitenden freien Endes des Rohrbogens.
4. 4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen mit der Spannplatte lösbar verbundenen Spannbock . (70) und eine in dessen Spindel (74) geführte Spindelmutter in Verbindung mit dem bügel- oder ringförmigen Spannbockträger (50) oder dessen Tragpratze (n) (60) zur Vorjustierung des Spannbockträgers und zugleich des durch die Spannbolzen der von diesem abgestützten Spannböcke (52,54, 56,58) eingespannten freien Endes des Rohrbogens bezüglich der Drehachse.
5. 5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Spannbockträger (50) mit mindestens zwei Paaren (52,56 u. 54,58) einander gegenüberliegend angeordneter Spannböcke, deren Spannbolzen gegeneinander zu verstellen sind ferner durch die Unterteilung des bügel- oder ringförmigen Spannbockträgers (50) in einer Ebene rechtwinklig zur Symmetrieebene der Spannplatte in einen ersten Teilabschnitt mit einem oder mehreren und einen zweiten über die Tragpratze (60) mit der Spannplatte

   (1) verbundenen Teilabschnitt mit zwei oder mehreren Spannböcken und Flanschen sowie Verbindungsschrauben zur lösbaren Verbindung dieser Teilabschnitte in der Unterteilungsebene.
6. 6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine oder mehrere senkrecht zur Spannplatte unterteilt ausgeführte Tragpratzen (60) für den bügel-oder ringförmigen Spannbockträger (50) und Parallelführungen und zugehörige Spannschrauben für eine wahlweise Einstellung und Festlegung des Abstands des Spannbockträgers von der Spannplatte (1) .