DE3735624A1 - Bewegliche einrichtung zum ausschleifen von bohrungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine bewegliche Einrichtung zum Ausschleifen von inneren Oberflächen von relativ lan­ gen Bohrungen, welche zum Beispiel in den Läufern von Turbinen mit großen Leistungen, in Rohren usw. ausge­ bildet sind.

Die Läufer von Turbinen großer Leistungen sind zum Zwecke der Durchführung von Revisionen nach einer be­ stimmten Betriebszeit mit langen Bohrungen versehen, welche im Verlauf des Betriebes mit Ablagerungen "zuwachsen". Auch kommt es immer wieder z.B. bei Roh­ ren in verschiedenen Industriebetrieben dazu, daß diese inwendig verrosten oder verkrusten oder daß der Funk­ tionsüberzug ihrer Innenwände zu erneuern ist. In sol­ chen Fällen werden zur Wiederherstellung des erfor­ derlichen Bohrungsdurchmessers meistens Schleifmittel angewendet, welche in Bearbeitungsmaschinen, wie Dreh­ maschinen, Ausbohrmaschinen, Bohrmaschinen u.ä. einge­ spannt werden. Ein Maschinenbauteil mit solchen zur Reinigung bestimmten Bohrungen muß zu der Bearbeitungs­ maschine befördert, dort eingespannt und dann eingestellt werden. Nach dem Arbeitsgang des Schleifens muß dieses Maschinenbauteil dann abgenommen und zurückbefördert werden. Diese Handhabung ist oft nur mit bedeutendem Kostenaufwand und erheblichen Ansprüchen an die Ar­ beitskräfte und die Arbeitssicherheit durchführbar. Manchmal ist problematisch, eine solche Bohrung überhaupt wegen ihrer zu großen Länge auszuschleifen, oder auch deshalb, weil es bei einem ungünstigen Verhältnis der Länge zum notwendigen Durchmesser der Schleifmittel zu einem Schlag der Wellen und zu Ungenauigkeiten kommt, welche sogar bis zu einer Beschädigung der bearbeite­ ten Bohrung führen.

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile. Es ist die Auf­ gabe der Erfindung, eine einfach aufgebaute, leicht zu handhabende und vor allem bewegliche Einrichtung zum Ausschleifen von Bohrungen zu schaffen, die in vielen Anwendungsfällen direkt am zu bearbeitenden Maschinen­ bauteil angebracht werden kann und hierbei oftmals ohne jegliche Demontage des Maschinenbauteiles zum Einsatz kommen kann.

Diese Einrichtung besteht aus einer Spindel mit einem Antrieb, aus einem Träger, einem Gelenk, einem Andrück­ stabilisator und Zuführungselementen.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Einrich­ tung beweglich ist, daß auf die durch eine Antriebsein­ heit angetriebene Spindel der Träger aufgesteckt ist, daß hinter der Buchse des Trägers zur Beendigung der Spin­ del ein Übergangsstück befestigt ist, welches am Ende ein Gelenk aufweist, und daß an diesem Gelenk die Schleifmaschine angebracht ist, auf deren Stutzen der Andrücksstabilisator aufgesteckt und befestigt ist.

Für eine sachgerechte Einsteuerung der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung ist es vorteilhaft, wenn auf die Spindel der Träger durch seine mit Lagern versehene Buchse aufgesteckt ist und auf seiner Oberfläche die Hülse des Trägers mit mindestens drei Fühlfingern be­ festigt ist.

Mechanisch läßt sich diese Einrichtung besonders vor­ teilhaft aufbauen, wenn das Übergangsstück zur Been­ digung der Spindel durch eine Kupplung befestigt ist, welche mit einer Zuführung für das Antriebsmedium ver­ sehen ist, wenn an diese Kupplung das Gelenk angeschlos­ sen ist, das mit der Schleifmaschine verbunden ist, und wenn von der Antriebsmediumszuführung eine Druckluft­ leitung als Abzweigung abgezweigt ist, welche in den An­ drücksstabilisator mündet.

Insbesondere ist es vorteilhaft für einen einfachen Aufbau, ein sicheres und hochgenaues Arbeiten und eine einwandfreie Funktion, wenn die erfindungsgemäße Ein­ richtung so aufgebaut ist, daß der aus dem Führungsele­ ment und dem Andrückelement bestehende Andrücksstabili­ sator auf den Stutzen der Schleifmaschine durch seinen Führungsring und seinen Anpreßring aufgesteckt ist, welche diesen Stutzen der Schleifmaschine einklemmen, daß an dem Anpreßring ein Zylinder mit einem eingeleg­ ten Kolben befestigt ist, dessen Kopf mit der Andrück­ führung versehen ist, und daß an dem Führungsring eine Mutter befestigt ist, in welche das Gleitstück einge­ legt ist.

Vorteilhaft ist es für die Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung, wenn die Antriebseinheit auf einem Wagen gelagert ist, dessen Räder auf einem Bett gelagert sind, das an dem zu bearbeitenden Maschinenbauteil abnehmbar befestigt ist.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungs­ beispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtzusammenstellung dieser Einrichtung,

Fig. 2 einen Teilschnitt an der Stelle des Andrückele­ mentes in der Ansicht von der Schleifscheibe.

Die Einrichtung zum Ausschleifen von Bohrungen besteht aus einer elektrischen Antriebseinheit 9, die auf einem Wagen 90 gelagert ist. Die Räder dieses Wagens 90 um­ spannen das Bett 7, welches in der Form eine I-Trägers ausgeführt ist, und laufen auf den Oberflächen seiner unteren Gurtplatte. Das Bett 7 ist an einem Träger 8 durch Halteschrauben 80 und durch ein Spannzeug 81 be­ festigt. Durch diesen Träger 8 geht die Trägerschraube 801 und die Spannzeugschraube 810 hindurch. Die Spann­ zeugschraube 810 ist in ein Innengewinde 820 einge­ schraubt, welche als ein Reduktionsstück zwischen dem zum Schleifen vorgesehenen Maschinenbauteil und der Spann­ zeugschraube 810 ausgebildet ist. Das zum Schleifen be­ stimmte Maschinenbauteil ist in diesem Falle ein Tur­ binenläufer, dessen Revisionsbohrungen mittels der er­ findungsgemäßen beweglichen Einrichtung geschliffen werden.

Die Antriebseinheit 9 ist an die Spindel 1 angeschlos­ sen. Auf die Spindel 1 ist in der Nähe der Antriebs­ einheit 9 eine Druckkammer 10 mit einer Druckluftzu­ Führung angesteckt. Zum Schleifen kommt in diesem Aus­ führungsbeispiel eine Luftschleifmaschine 5 zur Anwen­ dung. Hinter dieser Druckkammer 10 ist an der Spindel 1 eine Vorschubeinrichtung 2 angeordnet, deren fest­ stehender Teil am Bett 7 befestigt ist. Diese Vorschub­ einrichtung 2 ist als eine- Lünette für die Führung der Spindel 1 ausgebildet, welche gleichzeitig den stetig veränderbaren Vorschub dieser Spindel 1 samt der An­ triebseinheit 9 und demnach auch der Schleifmaschine 5 sicherstellt. Am Ende der Spindel 1 befindet sich ein Träger 3 und eine Kupplung 40 des Übergangsstückes 4. Der Träger 3 besteht aus einer Buchse 32, aus darin gelager­ ten Lagern 30 und aus einer Hülse 31, welche über die Außenoberfläche der erwähnten Buchse 32 aufgesteckt ist, sowie aus drei Fühlfingern 33. Die Lager 30 des Trägers 3 liegen auf der Spindel 1 auf und stellen die Drehbe­ wegung der Spindel 1 und die Stabilität des ganzen Zu­ behörs des Trägers 3 sicher. Der Träger 3 zentriert gleichzeitig die Spindel 1 in der zu bearbeitenden Boh­ rung. Die Kupplung 40 stellt die Übertragung des Dreh­ momentes von der Spindel 1 auf das Gelenk 41 des Über­ gangsstückes 4 sicher. Das Gelenk 41 gewährleistet die Verbindung der Schleifmaschine 5 mit der Spindel 1 und überträgt dadurch auch die Drehbewegung der Spindel 1 auf die Schleifscheibe 50.

Aus der Druckkammer 10 tritt die Druckluft durch in den Wänden der Spindel 1 befindliche, nicht eingezeichne­ te Öffnungen in einen Hohlraum in der Spindel 1 ein und geht durch ihn bis an sein Ende hindurch, an welches die Druckluftleitung 42 angeschlossen ist. Durch diese Druck­ luftleitung 42 verläuft die Druckluft bis in den Zy­ linder 611 des Andrückelementes 61 des Andrückstabili­ sators 6. Dieser Andrückstabilisator 6 besteht aus zwei Ringen 605, 650, von denen der erste als ein Bestand­ teil des Führungselementes 60 und der zweite als ein Bestandteil des Andrückelementes 61 ausgeführt sind. Diese beiden Elemente 60, 61 sind auf den Stutzen 51 der Schleifmaschine 5, und zwar das Führungselement 60 durch seinen Führungsring 605 und das Andrückelement 61 durch seinen Anpreßring 650, aufgesteckt und befestigt. Auf dem Führungsring 605 ist eine Mutter 601 befestigt, in welche das Führungsteil 600 des Stabilisators 6 ein­ geschraubt ist, das mit einem Gleitstück 603 versehen ist, das längs der Innenoberfläche der geschleiften Bohrung gleitet. Eine Sicherung erfolgt mittels einer Sicherungsmutter 602. Auf dem Anpreßring 650 ist ein Zy­ linder 611 befestigt, in welchem der mit einem Andrück­ führungsteil 610 versehene Kolben 612 eingesteckt ist. Der Kolben 612 ist in dem Zylinder 611 mittels der Dich­ tung 613 gedichtet.

Die Einrichtung zum Ausschleifen der Bohrungen gemäß der Erfindung wird an dem zum Schleifen bestimmten Be­ standteil so befestigt, daß zuerst in die Gewindeöff­ nung, die im Falle des Turbinenläufers schon für ande­ re Zwecke gefertigt ist oder die in anderen Fällen be­ sonders hergestellt wird, die Spannzeugschraube 810 eingeschraubt wird. Dann wird das Bett 7 mittels seines Trägers 8 an dem zum Schleifen bestimmten Bestandteil angebracht und mittels des Spannzeuges 81 befestigt, welches durch die Trägerschraube 810 befestigt ist. Die­ se Gesamtheit wird durch die Spannzeugschraube 810 nach­ gezogen. Das Bett 7 wird unterstützt, vorläufig aus­ gerichtet und der Wagen 90 wird mit der beweglichen Ein­ richtung aufgesetzt. Darauf wird das Bett 7 mit dem An­ schlag 70 versehen und so ausgerichtet, daß die Spindel 1 mit der geschliffenen Bohrung gleichachsig wird. Darauf werden die Fühlfinger 33 so eingestellt, daß sie mit der Innenfläche der Bohrung in Berührung sind. Sodann wird die bewegliche Einrichtung so aus der Bohrung ausge­ fahren, daß es möglich wird, den Andrückstabilisator 6 einzustellen. Die Einstellung wird dadurch durchgeführt, daß ein geeigneter Winkel α zwischen der Achse der Schleifscheibe 50 und des Führungselementes 60 eingestellt wird, dessen Führungsteil 600 so ausgeschoben wird, daß das Gleitstück 603 im Kontakt mit der geschliffenen Boh­ rung befindlich ist. Darauf wird die Achse des Andrück­ elementes im Winkel β von der Achse des Führungselementes 60 eingestellt. Nach diesen Arbeitsvorbereitungen ist die Schleifscheibe 50 mit dem entsprechenden Teil der beweg­ lichen Einrichtung bis zum Ende der zum Ausschleifen be­ stimmten Bohrung einzuschieben und die Vorschubeinrich­ tung 2 auf einen geeigneten Vorschub einzustellen. Darauf wird die Antriebseinheit 9 eingeschaltet und im darauf­ folgenden Augenblick die Druckluft, so daß das Antriebs­ medium in die Druckkammer 10 und durch die einzelnen Tei­ le bis in die Luftschleifmaschine 5 zugeführt wird. Wenn der Druck des Antriebsmediums einen genügenden Druck erreicht, dringt er durch die als Abzweigung ausgeführte Druckluftleitung 42 in den Zylinder 611 des Andrückele­ mentes 61 ein und schiebt den Kolben 612 heraus. Der An- Drückstabilisator 6 und die Schleifscheibe 50 werden an die Innenoberfläche der zu schleifenden Bohrung ange­ drückt. Die Andrückstärke und die Systemstabilität be­ stimmen die gewählten Größen der Winkel α, β der Bestand­ teile des Andrückstabilisators 6.

Ein Vorteil des Beginns der Tätigkeit der Schleifschei­ be 50 am entfernten Ende der Bohrung liegt darin, daß die bei dem Schleifen abgetrennten Späne und Schleifkör­ ner durch die aus dem Antrieb der Schleifmaschine 5 aus­ geblasene Luft aus der Bohrung ausgeworfen werden.

Die bewegliche Einrichtung zum Ausschleifen von Boh­ rungen ist entweder selbständig einsetzbar oder in einem automatischen Zyklus anwendbar, wenn ein Ein­ bau von adjustierbaren Endschaltern auf dem Bett 7 er­ folgt, welche entweder die Antriebseinheit 9 oder die Vorschubeinrichtung 2 hinsichtlich ihrer Vorschubrich­ tung beeinflussen können. Eine weitere Möglichkeit der Ausnutzung der erfindungsgemäßen beweglichen Einrich­ tung liegt in ihrer Anwendung ohne die Antriebseinheit 9 und das Bett 7, wenn die Spindel 1 in die Spindel einer Bearbeitungsmaschine, z.B. eine horizontale Aus­ bohrmaschine, befestigt wird. Gegebenenfalls ist es möglich, die Spindel 1 in den Kegel des Reitstockes einer Drehmaschine oder in die Spindel der Tiefaus­ bohrmaschine einzuspannen und die Oberfläche der vorher ausgebohrten Bohrung fertigzumachen.

• Liste der Bezugszeichen:   1 Spindel
    2 Vorschubeinrichtung
    3 Träger
    4 Übergangsstück
    5 Schleifmaschine
    6 Andrückstabilisator
    7 Bett
    8 Träger
    9 Antriebseinheit
   10 Druckkammer
   30 Lager des Trägers
   31 Hülse
   32 Buchse
   33 Fühlfinger
   34 Schraube
   40 Kupplung
   41 Gelenk
   42 Druckluftleitung
   43 Antriebsmediumzuführung
   50 Schleifscheibe
   51 Stutzen der Schleifmaschine
   60 Führungselement
   61 Andrückelement
   70 Anschlag
   80 Halteschraube
   81 Spannzeug
   82 Schraube
   90 Wagen
  400 Schraube der Kupplung
  600 Stabilisatorführungsteil
  601 Mutter
  602 Sicherungsmutter
  603 Gleitstück
  605 Führungsring
  610 Andrückführungsteil
  611 Zylinder
  612 Kolben
  613 Dichtungselement
  650 Anpreßring
  801 Trägerschraube
  810 Spannzeugschraube
  820 Innenmutter
  α Winkel zwischen der Schleifscheibe- und Führungselementachse
  β Winkel zwischen der Andrückelement- und Führungselementachse

Claims (5)

1. Einrichtung zum Ausschleifen von Bohrungen, bestehend aus einer Spindel mit einem Antrieb, aus einem Träger, einem Gelenk, einer Schleifma­ schine, einem Andrückstabilisator und Energiezu­ führungselementen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung beweglich ist,
daß auf die durch eine Antriebseinheit (9) ange­ triebene Spindel (1) der Träger (3) aufgesteckt ist,
daß hinter der Buchse (32) des Trägers (3) zur Be­ endigung der Spindel (1) ein Übergangsstück (4) be­ festigt ist, welches am Ende ein Gelenk (41) auf­ weist,
und daß an diesem Gelenk (41) die Schleifmaschine (5) angebracht ist, auf deren Stutzen (51) der An­ drückstabilisator (6) aufgesteckt und befestigt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Spindel (1) der Träger (3) durch seine mit Lagern (30) versehene Buchse (32) aufgesteckt ist und auf seiner Oberfläche die Hülse (31) des Trägers (3) mit mindestens drei Fühlfingern (33) befestigt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Übergangsstück (4) zur Beendigung der Spindel (1) durch eine Kupplung (40) befestigt ist, welche mit einer Zuführung (43) für das Antriebs­ medium versehen ist,
daß an diese Kupplung (40) das Gelenk (41) ange­ schlossen ist, das mit der Schleifmaschine (5) ver­ bunden ist,
und daß von der Antriebsmediumszuführung (43) eine Druckluftleitung als Abzweigung (42) abgezweigt ist, welche in den Andrückstabilisator (6) mündet.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der aus dem Führungselement (60) und dem An­ drückelement (61) bestehende Andrückstabilisator (6) auf den Stutzen (51) der Schleifmaschine (5) durch seinen Führungsring (605) und seinen Anpreßring (650) auf­ gesteckt ist, welche diesen Stutzen (51) der Schleif­ maschine (5) einklemmen,
daß an dem Anpreßring (650) ein Zylinder (611) mit einem eingelegten Kolben (612) befestigt ist, dessen Kopf mit der Andrückführung (610) versehen ist,
und daß an dem Führungsring (605) eine Mutter (601) befestigt ist, in welche das Gleitstück (603) ein­ gelegt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (9) auf einem Wagen (90) gelagert ist, dessen Räder auf einem Bett (7) ge­ lagert sind, das an dem zu bearbeitendem Maschinen­ bauteil abnehmbar befestigt ist.