DE2139437B1 - Device for the mutual alignment of machine parts assigned to one another - Google Patents
Device for the mutual alignment of machine parts assigned to one anotherInfo
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Description
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Beim Zusammenbau von einander zugeordneten Maschinenteilen ist meist eine genaue Ausrichtung der Teile zueinander erforderlich, um Herstellungsungenauigkeiten ausgleichen oder um die Bauteile genau fluchtend und konzentrisch zu einer gemeinsamen Längsachse auszurichten. Dies gilt insbesondere beim Zusammenbau von Turbinen, bei denen beispielsweise Innen- und Außengehäuse oder Leitschaufelträger und Außengehäuse exakt ausgerichtet oder beispielsweise die Lagergehäuse einschließlich Läufer genau konzentrisch zum Leitschaufelträger eingestellt werden müssen. Hierzu sind besondere Vorrichtungen bekannt. So zeigt die USA.-Patentschrift 3 169 449 eine Vorrichtung zum gegenseitigen Ausrichten von einander zugeordneten Maschinenteilen, die aus einem in das erste Maschinenteil einsetzbaren Bolzen und einer in das zweite Maschinenteil einsetzbaren, den aus dem ersten Maschinenteil herausragenden Kopf des Bolzens umfassenden und in einer Bohrung des zweiten Maschinenteils um seine Längsachse verdrehbar gelagerten, jedoch nach Einstellung gegen Drehung feststellbaren Buchse mit einer den Bolzenkopf aufnehmenden exzentrischen Bohrung besteht. Mit einer derartigen Vorrichtung ist ebenfalls das Ausrichten von einander zugeordneten Maschinenteilen entsprechend der Exzentrizität der Buchsenbohrung möglich. Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß ihre Einzelteile auch während des Betriebes stets mit einem gewissen Spiel zueinander angeordnet sind, das für den Einbau der Teile erforderlich war.When assembling machine parts that are assigned to one another, an exact alignment is usually required of the parts required to compensate for manufacturing inaccuracies or to make the components accurate to be aligned and concentric to a common longitudinal axis. This is especially true for Assembly of turbines, in which, for example, inner and outer casings or guide vane carriers and outer housing precisely aligned or, for example, the bearing housing including the rotor must be set exactly concentric to the guide vane carrier. There are special devices for this known. For example, US Pat. No. 3,169,449 shows a device for the mutual alignment of machine parts assigned to one another, which consist of a bolt that can be inserted into the first machine part and one that can be inserted into the second machine part, the one protruding from the first machine part Comprehensive head of the bolt and rotatable about its longitudinal axis in a bore of the second machine part mounted, but after adjustment against rotation lockable socket with a bolt head receiving eccentric hole. This is also possible with such a device Alignment of machine parts assigned to one another according to the eccentricity of the bushing bore possible. However, this device has the disadvantage that its individual parts also during operation are always arranged with a certain play to each other, which is required for the installation of the parts was.
Im Gegensatz dazu ist es jedoch bei Zentriereinrichtungen für Turbinen erforderlich, daß die zugehörigen Maschinenteile nach dem gegenseitigen Ausrichten spielfrei zueinander gehalten werden.In contrast to this, however, it is necessary in the case of centering devices for turbines that the associated Machine parts are kept free of play to each other after the mutual alignment.
Dies zu erreichen ist die Aufgabe der Erfindung. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung der vorstehend genannten Art, der Bolzenkopf und die Buchsenbohrung konisch ausgebildet sind und daß Bolzen und Buchse durch eine in den Bolzenkopf axial einschraubbare und sich an der gegenüberliegenden Außenstirnfläche der Buchse abstützenden Spannschraube gegenseitig und gegen das die Buchse umgebende Maschinenteil spielfrei verspannbar sind.The object of the invention is to achieve this. This object is achieved in that at a Device of the aforementioned type, the bolt head and the bushing bore are conical are and that the bolt and bushing can be screwed axially into the bolt head and are located on the opposite one Outer face of the bushing supporting clamping screw against each other and against the the machine part surrounding the socket can be clamped without play.
Durch diese gegenseitige Verspannung von Bolzen, und Buchse können somit alle Spiele zwischen Bolzen und Buchse sowie zwischen Buchse und dem zugehö- ( rigen Maschinenteil praktisch zu Null gemacht werden. Due to this mutual tensioning of the bolt and the bushing, all games between the bolts can be avoided and socket as well as between socket and the associated machine part can be made practically zero.
Zur Halterung des Bolzenfußes im zugehörigen Maschinenteil ist es zweckmäßig, wenn der in das erste Maschinenteil eingesetzte Bolzenfuß auf zwei gegenüberliegenden Seiten abgeflacht und in einer Nut des ersten Maschinenteils geführt ist. Damit können Wärmebewegungen zwischen den beiden Maschinenteilen ermöglicht werden.To hold the bolt foot in the associated machine part, it is useful if the in the first Machine part inserted bolt base flattened on two opposite sides and in a groove of the first machine part is performed. This allows heat movements between the two machine parts be made possible.
Wenn jedoch eine genau fixierte Zuordnung der beiden Maschinenteile während des Betriebes erforderlich ist, ist es zweckmäßig, daß der Bolzenfuß angenähert zylindrisch ausgebildet sowie exzentrisch zum Bolzenfuß angeordnet und in einer Bohrung des ersten Maschinenteils geführt ist. Diese Exzentrizität auch des Bolzenfußes ist erforderlich, um schon beim Zusammensetzen der beiden zugeordneten Maschinenteile Exzentrizitäten der beiden Bohrungen in den Maschinenteilen ausgleichen zu können. Durch diese zylindrische Ausbildung des Bolzenfußes werden beide Maschinenteile nach der entsprechenden Ein- | stellung in ihrer Lage zueinander fest arretiert, so daß keine Verschiebungen während des Betriebes möglich sind.If, however, a precisely fixed assignment of the two machine parts is required during operation is, it is appropriate that the bolt base is approximately cylindrical and eccentric is arranged to the bolt foot and guided in a bore of the first machine part. This eccentricity the bolt base is also required to be able to do so when the two associated machine parts are put together To be able to compensate for eccentricities of the two bores in the machine parts. Through this cylindrical design of the bolt base, both machine parts are after the corresponding input | position locked in their position to each other, so that no shifts are possible during operation.
Um eine feste Anlage der Buchse an das aufnehmende Maschinenteil zu erreichen, ist es weiter vorteilhaft, wenn die Buchse auf zumindest einer Teillänge einer Mantellinie mit einem Schlitz versehen ist.In order to achieve a firm contact between the bushing and the receiving machine part, it is also advantageous to if the socket is provided with a slot over at least part of the length of a surface line.
An Hand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Dabei zeigtA schematic drawing shows the structure and mode of operation of exemplary embodiments of the subject matter of the invention explained in more detail. It shows
F i g. 1 a einen Querschnitt,F i g. 1 a a cross section,
F i g. 1 b eine Seitenansicht undF i g. 1 b a side view and
F i g. 1 c eine Aufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit entsprechendem Einbau in die auszurichtenden Maschinenteile, dieF i g. 1 c a plan view of a device according to the invention with a corresponding installation in the one to be aligned Machine parts that
F i g. 2 a, 2 b und 2 c entsprechende Darstellungen einer ähnlichen Ausführungsform, jedoch mit zylindrischem Bolzenfuß und dieF i g. 2 a, 2 b and 2 c corresponding representations of a similar embodiment, but with a cylindrical Bolt base and the
F i g. 3 a, 3 b und 3 c ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung mit geänderter Einbaulage.F i g. 3 a, 3 b and 3 c a further embodiment according to the invention with a changed installation position.
In F i g. 1 a sind schematisch in Ausschnitten die beiden gegenseitig auszurichtenden Maschinenteile 1 und 2 dargestellt. Das Maschinenteil 1 weist dabeiIn Fig. 1 a are schematic sections of the two machine parts 1 to be mutually aligned and 2 shown. The machine part 1 has
eine nutähnliche Ausnehmung 3 auf, in die der Fuß 4 eines Bolzens 5 eingesetzt ist. Dieser Fuß 4 ist dabei in etwa rechteckig mit zwei gegenüberliegenden angeflachten Seiten 6 und 7 oder zylindrisch zur Führung in der Nut 3 ausgebildet. Der aus dem Maschinenteil 1 nach außen überstehende Bolzenkopf 8 ist zylindrisch oder vorzugsweise konisch zulaufend ausgebildet.a groove-like recess 3 into which the foot 4 of a bolt 5 is inserted. This foot 4 is in approximately rectangular with two opposite flattened sides 6 and 7 or cylindrical for guidance formed in the groove 3. The bolt head 8 protruding outward from the machine part 1 is cylindrical or preferably tapered.
In eine entsprechende Bohrung 9 des zweiten Maschinenteiles 2 wird nunmehr eine Buchse 10 gemäß der Erfindung eingesetzt, wobei sich diese Buchse ι ο über eine Schulter 11 auf einem Absatz 12 der Bohrung 9 abstützt. Die Buchse 10 weist eine nach unten offene konisch zulaufende und exzentrisch zur Achse der Buchse 10 angeordnete Bohrung 13 auf, in die der konische Bolzenkopf 8 eingeführt wird.In a corresponding bore 9 of the second machine part 2 is now a bush 10 according to the invention used, this bushing ι ο over a shoulder 11 on a shoulder 12 of the bore 9 supports. The socket 10 has a downwardly open conically tapering and eccentric to the axis the bushing 10 arranged bore 13 into which the conical bolt head 8 is inserted.
Wenn nun eine Lageveränderung der beiden Maschinenteile 1 und 2 zueinander erforderlich ist, kann die Buchse 10 durch Angreifen eines nicht näher dargestellten Werkzeuges beispielsweise an dem als Sechskant 14 ausgebildeten oberen Ende gedreht wer- ao den. Durch die exzentrische Führung des Bolzens 5 verschiebt sich dabei eines der beiden Maschinenteile 1 und 2, bis die gewünschte Zuordnung erreicht ist.If a change in the position of the two machine parts 1 and 2 to one another is required, can the socket 10 by engaging a tool, not shown, for example on the as Hexagon 14 formed upper end can be rotated. Due to the eccentric guidance of the bolt 5 One of the two machine parts 1 and 2 is shifted until the desired assignment is achieved is.
Um nunmehr die noch vorhandenen fertigungsbedingten Spiele zwischen Bolzen 5, Buchse 10 und Maschinenteil 2 auszugleichen, wird über eine Bohrung 15 im Oberteil der Buchse 10 eine Schraube 16 in eine axiale Gewindebohrung 17 des Bolzens 5 eingeschraubt und damit der Bolzen 5 fest in die Buchse 10 hineingezogen. Um auch ein festes Anliegen der Buchse 10 an das Maschinenteil 2 zu erreichen, ist es zweckmäßig, wenn die Buchse 10 auf einer Mantellirrie mit einem durchgehenden Schlitz 18 versehen ist, so daß sich die Buchse 10 entsprechend aufweiten kann.To now the still existing production-related games between the bolt 5, bushing 10 and machine part 2 to compensate, a screw 16 is in a hole 15 in the upper part of the socket 10 screwed in the axial threaded hole 17 of the bolt 5 and thus the bolt 5 firmly into the bushing 10 drawn into it. In order to achieve a firm fit of the socket 10 on the machine part 2, it is expedient if the socket 10 is provided with a continuous slot 18 on a jacket strip, so that the socket 10 can expand accordingly.
Mit dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist noch eine beispielsweise wärmebedingte Verschiebung der beiden Maschinenteile 1 und 2, gegeneinander allein in Achsrichtung oder in senkrechter Richtung möglich. Wenn es jedoch erforderlich ist, die beiden auszurichtenden Maschinenteile exakt in ihrer einmal eingestellten Zuordnung zu halten, ist eine Ausführungsform der Vorrichtung zweckmäßiger, wie sie in den Fig. 2a, 2b und 2c dargestellt ist. Die Buchse 10 ist dabei in gleicher Weise ausgebildet wie nach dem beschriebenen Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Auch der Bolzenkopf8 des Bolzens5 ist zweckmäßigerweise konisch zulaufend gefertigt und mit einer Gewindebohrung 17 zur Aufnahme der Spannschraube 16 versehen. Der Bolzenfuß 19 ist hierbei jedoch zylindrisch ausgebildet und ebenfalls exzentrisch zur Längsachse des Bolzenkopfes 8 angeordnet. Der Bolzenfuß 19 wird dabei in einer — nicht näher dargestellten — genauen Paßbohrung des zugeordneten Maschinenteiles geführt. Dadurch, daß sowohl die Buchse 10 eine exzentrische Ausnehmung 13 als auch der Bolzen 5 einen nach der anderen Seite exzentrischen Fuß 19 aufweist, kann durch entsprechendes Verdrehen der Buchse 10 eine entsprechende Verschiebung der Maschinenteile zueinander in jeder Richtung erreicht werden. Nach Verspannen von Bolzen 5 und Buchse 10 durch die Spannschraube 16 sind dann die Spiele zwischen Bolzen 5, Buchse 10 und Maschinenteil 2 ausgeglichen, und die beiden Maschinenteile werden exakt in ihrer einmal eingestellten Lage zueinander festgehalten, wobei allein eine wärmedehnungsbedingte Bewegung in senkrechter Richtung möglich ist.With the in F i g. 1 is another example of a heat-related shift of the two machine parts 1 and 2, against each other alone in the axial direction or in the vertical Direction possible. However, if it is necessary, the two machine parts to be aligned exactly in their Once the assignment has been set, one embodiment of the device is more expedient, such as it is shown in Figs. 2a, 2b and 2c. the Socket 10 is designed in the same way as according to the embodiment described Fig. 1. The bolt head 8 of the bolt 5 is expediently manufactured and tapered provided with a threaded hole 17 for receiving the clamping screw 16. The bolt foot 19 is in this case, however, of cylindrical design and also arranged eccentrically to the longitudinal axis of the bolt head 8. The bolt foot 19 is in a - not shown - the exact fitting hole assigned machine part out. In that both the socket 10 has an eccentric recess 13 as well as the bolt 5 has an eccentric foot 19 towards the other side, can by corresponding Rotation of the socket 10 causes a corresponding displacement of the machine parts to one another in each Direction to be achieved. After the bolt 5 and bush 10 are braced by the tensioning screw 16 then the games between the bolt 5, bushing 10 and machine part 2 are balanced, and the two machine parts are held precisely in their position to one another, once they have been set, with only one due to thermal expansion Movement in a vertical direction is possible.
In den F i g. 3 a, 3 b und 3 c ist ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie nach F i g. 1 dargestellt, jedoch für eine andere Einbaulage und abweichende Montagefolge. Dabei wird in das untere Maschinenteil 1' zuerst die Buchse 10 und in diese dann der Bolzen 5 eingesetzt. Dabei stützt sich die Buchse 10 über eine Schulter 22 auf der Oberseite des Maschinenteils 1' ab. Anschließend wird das zweite Maschinenteil 2' von oben über den Bolzenfuß 4 gesetzt und die Maschinenteile Γ und 2' werden in der oben beschriebenen Weise durch Verdrehen der Buchse 10 ausgerichtet. Dabei ist noch eine weitere Besonderheit vorgesehen, nämlich, daß der Längsschlitz 20 im Mantel der Buchse 10 nicht von oben bis unten durchgehend ausgebildet, sondern durch einen schmalen Materialsteg 21 unterbrochen ist. Wenn nämlich durch eine derartige Buchse zwei Räume unterschiedlichen Druckes überbrückt werden, würde bei einem durchgehenden Schlitz das Medium höheren Druckes aus dem einen Raum in den anderen Raum niederen Druckes austreten und damit ein erhebliches Geräusch verursachen. Dieser Durchtritt wird durch den verbleibenden Steg 21 unterbunden. Wenn jedoch beim zu kräftigen Anziehen der Spannschraube 16 die Buchse 10 so weit aufgeweitet wird, daß dieser Steg 21 aufreißt, so ergibt sich nur ein so geringer Spalt, daß keine übermäßigen Medienverluste und Geräusche zu befürchten sind.In the F i g. 3 a, 3 b and 3 c is a similar embodiment as in Fig. 1, but for a different installation position and a different assembly sequence. In this case, the bushing 10 is first inserted into the lower machine part 1 'and then the bolt 5 is inserted into it used. The socket 10 is supported by a shoulder 22 on the top of the machine part 1 ' away. Then the second machine part 2 'is placed from above over the bolt foot 4 and the machine parts Γ and 2 'are aligned in the manner described above by rotating the socket 10. Another special feature is provided, namely that the longitudinal slot 20 in the jacket of the Socket 10 is not formed continuously from top to bottom, but rather through a narrow material web 21 is interrupted. If, namely, two spaces of different pressure through such a socket be bridged, with a continuous slot the medium would be higher pressure from the one Room to leak into the other room with lower pressure and thus cause a considerable noise. This passage is prevented by the remaining web 21. If, however, when tightening too vigorously the clamping screw 16, the socket 10 is widened so far that this web 21 tears open, so results There is only such a small gap that no excessive media losses and noises are to be feared.
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