DD143698A3

DD143698A3 - Transportables drehgeraet fuer flanschdichtflaechen

Info

Publication number: DD143698A3
Application number: DD78206199A
Authority: DD
Inventors: Willi Hartmann; Klaus Huth
Original assignee: Willi Hartmann; Klaus Huth
Priority date: 1978-06-22
Filing date: 1978-06-22
Publication date: 1980-09-10
Also published as: US4314491A; ATA414479A; JPS5542794A; CS228704B1; DE2921725A1; YU146979A; AT374389B; IN149825B

Description

a) Titel der Erfindung Transportables Drehgerät für Flansch-Dichtflächen

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein transportables Drehgerät für Flansch-Dichtflächen für die spanende Bearbeitung von Dichtflächen an Flanschen, die sich infolge ihrer großen Dimensionen nicht demontieren lassen oder deren Demontage aus sonstigen Gründen nicht zweckmäßig ist· Flansche derartiger Größe sind in großer Anzahl besonders in Kohleveredlungsanlagen sowie in Chemieanlagen im Einsatz. Die meist aggressiven Medien- oder Umwelteinflüsse führen aber gerade dort zum raschen Verschleiß der Dichtflächenο

Eeim Fehlen geeigneter Drehgeräte müssen die Flanschbauteile ausgebaut, in die Instandsetzungswerkstatt transportiert, in dieser bearbeitet und dann wieder vor Ort gebracht und eingebaut werden·

Bei Flanschdimensionen von D > 1 000 mm ist diese Verfahrensweise äußerst kompliziert und oftmals gar nicht realisierbar.

Infolge beengter Platsverhältnisse sind in diesen Fällen in den Anlagen erhebliche bauliche Maßnahmen vorzunehmen, um die betreffenden Aggregate auszutauschen oder einer Instandsetzung zuzuführen.

Abgesehen von den instandhaltungstechnischen Aufwendungen sind hierbei auch. Produktionseinschränkungen unvermeidbar, die über die von Normalreparaturen weit hinausgehen.

c) Charakteristik derbekannten technischen Lösungen

Es 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 Flanschflachen, insbesondere Röhrstirnwänden , kleinerer Abnies-, sungen, d» h« im Bereich von 5OO mm* Bei dieser Vorrichtung wird der Vorschub mittels einem Schaltstern realisiert*

4-0 Bekannt ist auch bereits eine Großanlage zur Bearbeitung von Rohrstirnwänden mittels Rohrinnenspannung und einer · mit Werkzeugträgern bestückten rotierenden Glocke, die auf Baustellen eingesetzt v/erden kann* Gleichfalls wurden bereits Sondervorrichtungen für die Bearbeitung von Flanschflächen sowie von ring- und rohrförmigen Bauteilen vorgeschlagen, die sowohl für große als auch für kleine Bauteile geeignet sind» Für die Bearbeitung kleiner Werkstückdurchmesser sind die Vorrichtungen mit spreizenden Spanneinrichtungen und auf Auslegern auch für größere V/erkstückabmessungen angeordneten Werkstücksupporten versehen· Neben den spreizenden Spanneinrichtungen wurden für größere Durchmesser Zwischenflanschsysterne für den Spannvorgang vorgeschlagen»

Des weiteren ist das Karussellprinzip zu nennen_? welches für ein Drehgerät vorgeschlagen wurde·

Diese bekannten sowie vorgeschlagenen und vorstehend in ihrem Wirkungsprinzip kurz beschriebenen Vorrichtungen sind hinsichtlich ihres geometrischen Einsatzes zur Bearbeitung kleinerer Werkstuckdurchm.esser sowie als Sondervorrichtungen für ausgewählte Bearbeitungsanforderungen, einschließlich großer Durchmesser, bedingt geeignet· · Sie gestatten jedoch infolge ihrer spezifischen geometrisch technischen Lösungsprinzipien keine Verallgemeinerung zur Bearbeitung von Plansch-Dichtflächen mittlerer bis großer Durchmesser an nicht demontierten Bauteilen* Das Justieren und Spannen kann mit den spreizenden Einrichtungen und auch die vorgeschlagene Lösung mittels Zwiächenflansch ohne spezielle Zusatzeinrichtungen nicht erfüllt v/erden ο Der Spanungsvorgang kann geometrisch den Anschnitt und das Freischneiden an den Dichtflächen somit nicht erfüllen.

Die rotierenden Ausleger mit Werkzeugsupporten können für .größere Flanschabmessungen nicht die notwendige Steife vom Antrieb und der Bauteilsteifigkeit bringen· Dazu muß ergänzt werden, daß meist nur mit technologischen Varianten freier Überlaufe gespant werden kann. Für eine komplexe Realisierung der geometrisch technologischen Abläufe ist eine umfangreiche Getriebetechnik erforderlich, wie sie auch teilweise vorgeschlagen wurde; dies führt bei transportablen Geräten zur Instabilität und erheblichen Geräteabmessungen· Die bekannten Vorrichtungen entbehren v/ei test gehend 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 von Vorrichtungen 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) Zie 1 der .JIr-findung . . .

Die Erfindung hat das Ziel, ein transportables Drehgerät mit einer spezifisch geringen geometrischen Baugröße sowie einem relativ geringeren Gewicht zu schaffen, die der Bearbeitung von Flansch-Dichtflächen mittlerer bis groiler Durchmesser für nicht demontierte Bauteile dienen soli« Damit werden die für eine derartige Instandsetzung erforderlichen Aufwendungen im erheblichen Unifang reduziert und in gleichem Maß Produktionseinschränkungen gemindert.

^e) Darlegung de-s Wesens^der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, den bisher in der Regel zur drehmäßigen spanenden Bearbeitung von ' Flanschen großer Dimensionen erforderlichen Ausbau derselben sowie deren werkstattmaßige 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 Nut 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, auftrags-geschweißter Dichtflächen sowie eingeschv/eißter Flansche

I3O die Schnittgeschwindigkeit anzupassen.

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

Erfindungsgeniäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß vor Ort unmittelbar am zu bearbeitenden Plansch aus den transportablen Einzelsystemen Zwischenflansch mit Spannsystem, Drehgerät mit Antrieb sowie rotierender Drehscheibe mit Werkzeugsupport und einer Hydraulikanlage

Ή0 ein der zu bearbeitenden Flanschgröße entsprechendes transportables Drehgerät angeordnet wird. Der Zwischenflansch ist dem zu bearbeitenden Flansch geometrisch zugeordnet und weist auf der dem Werkstück .zugewandten Seite Punktauflagen in Form von verstell-

14-5 baren Distanzschrauben auf, mit denen eine kraftschlüssige Verbindung zum Werkstück hergestellt wird· Eine solche Distanzschraube besitzt in ihrem oberen Teil Außengewinde, welches in den Zwischenflansch eingeschraubt ist. Unterhalb desselben befindet sich eine umlaufende Ringnut und in dieser für die punktförmige Abstützung zum Werkstück eine Distanzscheibe. In der Verlängerung dieses in den im Werkstück vorhandenen Befestigungslöchern geführten Elementes ist unterhalb des Werkstückes eine T-Nut zur Aufnahme eines hydraulischen Spannungssystems angeordnet. Auf dem Zylinder dieses Systems ist starr eine Spannhülse angebracht, die im .Zusammenwirken mit der Distanzscheibe

und dem Außengewinde des Elementes die kraftschlüssige Verbindung Zwischenflansch. - Werkstück realisiert» Im Gehäuse des Gerätes ist eine Arbeitsspindellagerung und in dieser eine Hauptspindel mit einer Drehscheibe angeordnet· . -

In Abhängigkeit von dem zu bearbeitenden Durchmesserbereich ist auf d,er Drehscheibe der Werkzeug support angeordnet, der sich in einer doppelseitigen V-Führung befindet« Die radiale Vorschubbewegung des Werkzeug-· Supports wird mittels einer Trapezgewindespindel realisierte Der je Drehscheibenumdrehung diskontinuierliche Vorschub wird in bekannter Weise mit einem Schaltstern vorgenommen»

Für die Rückbewegung des Vorschubes ist auf der Drehscheibe ein Hydromotor angeordnet^ der über eine - . Gliederkette getriebetechnisch mit der Trapeζgewindespindel des Werkzeug supports verbunden ist· Zur Einleitung der Rückbewegung des Supports nach Beendigung des Spanungsvorganges sind am Gehäuse starr ein Endschalter sowie am Werkzeugsupport 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 ölkreisiauf des Drehscheibenantriebes· ein zweiter ölhydraulischer Druckschalter angeordnet, durch den wiederum das Wegeventil des Hydromotors für den Werkzeugsupport beaufschlagt wird,, Senkrecht zur Vorschubrichtung des Werkzeugsupports befindet sich ein Werkzeugstößel mit dem Drehmeißel, dessen Zustellbewegung manuell mit einer Trapezgewindespindel vorge- ,

nommen 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 wirdo

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

f) Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungs- beispiel näher erläutert werden

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in Fig. 1 das transportable Drehgerät in Arbeitsstellung, Fig. 2 das Spannsystem des Zwischenflansches, Fig. 3 das Supportsystem,

Fig. 4 eine Teildarstellung des Hydrauliksystems, Fig. 5 einen Wechselanschlag als Einzelheit zu Fig. 3

Im Ausführungsbeispiel ist eine deformierte Flansch-Dichtfläche 1 mit einem Durchmesser von 1 5OO mm spanend zu bearbeiten. Dazu werden die transportablen Einzelsysteme Zwischenflansch 2 mit Spannsystem 3» Drehgerät 4 mit einem speziellen Transportwagen und Hydraulikanlage 5 vor Ort gebracht und mittels Hebezeugen direkt am Werkstück zu einem Drehgerät komplettiert, wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist· Dabei wird der Zwischenflansch mit dem Spannsystem auf den zu bearbeitenden Flansch abgesetzt. Die Justierung des Zwischenflansches auf dem Werkstück erfolgt dann durch Betätigung der in den Zwischenflansch eingeschraubten Distanzschrauben 6, wobei sich die Distanzscheiben 7 auf dem Werkstück abstützen* Dies ist besonders der Fig. 2 zu entnehmen* Nach vollzogener Justierung erfolgt die kraftschlüssige Verbindung des zu bearbeitenden Werkstückes mit dem Zwischenflansch und mit hydraulischen Spannzylindern 8 in zwei Sehalt-Druckstufen,

Zur geometrischen Fixierung von Zwischenflansch, und

23O Drehgerät werden die gemeinsamen Verbindungsflächen in einer Zentrierung 9 gepaart sowie verschraubt, womit sich das Drehgerät in Arbeitsstellung befindet. Das Drehgerät 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« 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 Richtung der Drehachse eingestellt werden* Das Supportsystem ist in der Fig. 3 dargestellt* Der Drehvorgang beginnt mit der Inbetriebnahme des Hauptantriebes 10, welcher über einen mechanischen Getriebezug I5 die Rotation der Drehscheibe bewirkte Die Lagerung der Drehscheibe mit der Hauptspindel erfolgt gehäuseseitig in doppelt angeordneten Kegelrollenlagern

16 in druckfedergespannter Ausführung. · ·'

Die radiale Vorschubbewegung des Werkzeugsupports erfolgt je Drehsclieibenumdrehung diskontinuierlich durch schrittweise Teilbewegung eines Schaltsternes-17» mit der sich dara.us ergebenden Teilbewegung der Trapez~ gewindespindel 18,

Nach Beendigung des jeweiligen Spanungsvorganges wird dei? Rücklauf des ?/erkzeugsupportes noch vor Beendigung der Drehscheibenrotation durch die Betätigung des Wegeventils 19 zur Beaufschlagung des Hydromotors durch einen we gabhängigen Endschalter 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_e ¹I- dargestellt»

Das Drehen des Außendurchmessers eines Vorsprunges der Dichtfläche geschieht durch den Stößelvorschub mit einem Wechselanschlag 22, welcher den auf der T_rapezgewindespindel 23 befestigten Schaltstern- 24- wiederum diskontinuierlich je Drehscheibenumdrehung.bewegt. Dies" ist aus der Fig. 5 ersichtlich.

Die Vorteile einer-spanenden Bearbeitung von Flansch-Dichtflächen mit einem transportablen Drehgerät ergeben sich bei Instandsetzungsaufgaben für nicht demontierbare Großbauteile bzw. wo eine Demontage aus sonstigen Gründen unzweckmäßig wäre.

Technologisch ist mit dem transportablen Drehgerät 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 nachgedrehten Bauteile.wesentlich erhöht v/erden.

Claims

- ίο - go δ ι yy Erfindungsanspruch

1. Transportables Drehgerät für Flansch-Dichtflächen für die spanende Bearbeitung Von Flansch-Dichtflächen mittlerer bis großer Durchmesser für nicht demontierte Bauteile, die vor Ort unmittelbar am zu bearbeitenden Flansch aus transportablen Einzelsystemen dem zu bearbeitenden Flansch geometrisch zugeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenflansch (2) zur kraftschlüssigen Verbindung mit dem Werkstück (1) umlaufende Gewindebohrungen (26) und darin eingeschraubt verstellbare Distanzschrauben (6) aufweist und daß der rotierende Werkzeugträger eine Drehscheibe (11) ist, auf welcher der Werkzeugsupport (13) und der Hydromotor

3OO (25) angeordnet sind, wobei die Drehscheibe (11) mit den • bekannten Baugruppen Hauptantrieb (10) und der Arbeitsspindellagerung (12) verbunden ist ο

2, Transportables Drehgerät für Flansch-Dichtflächen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbaren Distanzschrauben (6) in ihrem oberen Teil jeweils · Außengewinde, welches in den Zwischenflansch, eingeschraubt ist, und unterhalb desselben eine umlaufende-Ringnut aufweisen, in der sich eine Distanzscheibe (?) befindet sowie in einer T-Nut, die sich in Arbeitsstellung der Distanzschrauben unterhalb des Werkstückes befindet, ein hydraulischer Spannzylinder (8) angeordnet ist, auf dessen Zylinder starr eine Spannhülse (27) angebracht ist,

3· Transportables Drehgerät für Flansch-Dichtflächen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Rückbewegung des Vorschubes des Werkzeugsupports (I3) der Hydromotor (25) über eine Gliederkette getriebetechnisch mit der Trapezgewindespindel (18) des..Werkzeugsupports (13) verbunden ist und daß zur Einleitung der Rück™ bewegung des Werkzeugsupports.(13) nach Beendigung des

Spanungsvorganges am Gehäuse starr ein Endschalter (20) sowie am Werlczeugsupport (13) eine verschiebbare noniusähnliche Leiste befestigt sind, wobei diesen Elementen zur Ansteuerung des Hydromotors (25) die an sich bekannten hydraulischen Bauelemente Wegeventil und ölhydraulischer Druckschalter zugeordnet sind, während zur Einleitung der Rückbewegung des Werkzeugsupports (13) bei Überlastungen im Ölkreislauf des Drehscheibenantriebes ein zweiter ölhydraulischer Druckschalter (21),

33O clem wiederum das Wegeventil (19) des Werkzeugsupportantriebes zugeordnet ist, vorgesehen ist.

4. Transportables Drehgerät für Flansch-Dichtflächen nach Punkt 1 und.3» dadurch gekennzeichnet, daß zur Realisierung des je Drehscheibenumdrehung diskontinuierlichen Vorschubes des Stößels (14) vom Werkzeugsupport (13)' in Richtung der Drehscheibe (11) für Vor- und zugleich Rücklauf am Gehäuse ein manuell zu betätigender Wechselanschlag (22) zur Bewegung des auf der Trapezgewindespindel (23) befindlichen Schaltsternes (24)

34O befestigt ist.

(Hierzu 4. Blatt Zeichnungen)