DE3942543C1 - Drying cylinders for paper machines - are machined inside and out on same setting of machine tool - Google Patents

Abstract

The drying cylinders (1) of paper machines can be machined inside and outside with the same setting of the machine tool by using two steadies for the cylinder ends to centre and revolve the cylinder. The steadies are integrated with trimming tool supports for the ends. Machining stations at both ends carry tools for turning the end faces and the outer surface. An internal support carries the quills for the numerically controlled turning of the inner wall. Drilling spindles perform all drilling and tapping operations. The external turning is done by three cutter tools. USE/ADVANTAGE - System for mfr. of drying cylinders of paper machines permits the execution of all machining operations in one set-up.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Außen- und Innenbearbeitung von Trockenzylindern für Papiermaschinen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for External and internal machining of drying cylinders for Paper machines according to the preamble of Claim 1.

Solche Trockenzylinder, die einen Durchmesser bis 2,5 m und eine Länge bis 11 m haben können, werden in einer Vielzahl bei Papiermaschinen benötigt und innen dampfbeheizt, wobei sie an den Enden mit Deckeln verschlossen sind, die hohle Mittelzapfen für Ein- und Auslaß des Heizdampfes aufweisen. Die Wandstärke der Trockenzylinder muß ringsum gleichmäßig sein, damit die Beheizung der Zylinderwand gleichmäßig ist und Unwuchten vermieden werden. Dies setzt eine genaue Bearbeitung der Hohlzylinder sowohl innen als auch außen voraus.Such drying cylinders, which have a diameter of up to 2.5 m and can be up to 11 m long, in a variety needed for paper machines and steam-heated inside, whereby they are closed at the ends with lids, the hollow Have central pegs for the inlet and outlet of the heating steam. The wall thickness of the drying cylinders must be uniform all around be so that the heating of the cylinder wall is even and unbalance can be avoided. This sets an exact one Processing of the hollow cylinder both inside and outside in advance.

Bisher werden die stehend aus Grauguß mit entsprechenden Aufmaßen gegossenen Gußrohlinge der Hohlzylinder umständlich und daher zeitraubend bearbeitet, indem eine lange Stange eingeführt wird. Diese ist mit Spannsternen ausgerüstet, mit denen mit Hilfe von Schrauben der Hohlzylinder festgespannt wird, wobei auch das Zentrieren mühsam ist. Diese Einspannarbeit ist gefährlich und unfallträchtig, da ein Mann im Hohlzylinder die Einspann- und Ausrichtarbeiten durchführen muß. Das Ganze wird dann auf einer Walzen-Drehmaschine in Spitzen aufgenommen, die Köpfe des Guß-Rohlings werden abgestochen, und die Enden werden plangedreht. Dann müssen die Deckel-Anschraublöcher auf einer anderen Maschine gebohrt werden, was ein erneutes Einspannen und Ausrichten erfordert. Schließlich muß dann wieder in einer anderen Maschine innen ausgedreht werden.So far, the cast iron standing with corresponding Measuring the cast cast blanks of the hollow cylinders is cumbersome and therefore time consuming processed by a long bar is introduced. This is equipped with tensioning stars, with which are clamped with screws of the hollow cylinder centering is also tedious. This clamping work is dangerous and prone to accidents because of a man in a hollow cylinder the clamping and alignment work must be carried out. The whole is then picked up on a roller lathe, the heads of the cast blank are cut off, and the ends are face-turned. Then the cover screw holes have to be opened be drilled on another machine, which is a new one Clamping and alignment required. Finally then be turned out again in another machine.

Eine Einrichtung zum Innenbearbeiten von solchen großen Hohlzylindern (Trockenzylindern für Papiermaschinen) zeigt die DE 29 41 731 A1. Es handelt sich um einen Führungsausleger mit darauf geführtem Werkzeugsupport. Der Ausleger ist in einem auf dem Maschinenbett verfahrbaren Führungskasten verschiebbar geführt und wird an dem dem Führungskasten abgelegenen Ende in einer Körnerspitze gelagert. Diese wirkt allerdings wie ein Universalgelenk und ist nicht in der Lage, Biege- und Torsionskräfte aufzunehmen. Außerdem ist auf der Maschine, bei der dieser bekannte Ausleger zum Einsatz kommt, das Bohren der Anschraublöcher für die Deckel des Trockenzylinders nicht möglich.A device for internal machining of such large Hollow cylinders (drying cylinders for paper machines) shows the DE 29 41 731 A1. It is a guide boom with  tool support guided on it. The boom is in one Guide box movable on the machine bed out and is in at the end remote from the guide box a grain center stored. However, this acts like an Universal joint and is unable to bend and Absorb torsional forces. It is also on the machine this well-known boom is used, drilling the screw holes for the covers of the drying cylinder are not possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, bei praktisch einer einmaligen Einspannung des Werkstücks auf ein und demselben Maschinenbett alle Bearbeitungsvorgänge durchzuführen.The invention has for its object a device to create that makes it practically unique Clamping the workpiece on the same machine bed perform all machining operations.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features in Characteristic part of claim 1 solved.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Appropriate developments of the invention are the See subclaims.

Durch die Aufspannung in ringlünettenartigen Spannvorrichtungen bleibt das Werkstück immer von beiden Seiten zugänglich, und der Zerspanungsvorgang kann beim Ausdrehen beobachtet werden. Das Außen- und das Innendrehen können gleichzeitig erfolgen, und zwar mit sich jeweils gegenüberliegenden Werkzeugen, so daß sich die Reaktionskräfte aufheben. Durch das feste Einspannen des Auslegerendes ist eine bessere Aufnahme der Biege- und Torsionskräfte gewährleistet, so daß eine sehr genaue Bearbeitung sichergestellt ist. Das genaue Einspannen des hohlzylindrischen Werkstücks braucht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur einmal zu erfolgen,; bisher war dies mindestens dreimal notwendig. Die neue Vorrichtung ermöglicht somit ein insgesamt rationelleres Bearbeiten von Trockenzylindern für Papiermaschinen.By setting in bezel-like The workpiece always remains on both sides of the clamping devices accessible, and the cutting process can when turning to be watched. Can turn outside and inside done simultaneously, with each other opposing tools so that the reaction forces cancel. By firmly clamping the end of the boom is one ensures better absorption of bending and torsional forces, so that a very precise processing is ensured. The requires precise clamping of the hollow cylindrical workpiece the device according to the invention to be carried out only once; so far this has been necessary at least three times. The new Device thus enables a more rational overall Machining drying cylinders for paper machines.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch vereinfacht dargestellt. Dabei zeigen dieIn the drawing, an embodiment of the Apparatus according to the invention simplified schematically shown. The show

Fig. 1 bis 6 die verschiedenen Arbeitsfolgen der Vorrichtung und Fig. 1 to 6, the various work sequences of the device and

Fig. 7 eine schematische Draufsicht auf die gesamte Vorrichtung. Fig. 7 is a schematic plan view of the entire device.

Anhand der Fig. 1 bis 6 sollen nun die einzelnen Bearbeitungsphasen erläutert werden, wobei es sich empfiehlt, hin und wieder einen Blick auf die Gesamtdraufsicht nach Fig. 7 zu werfen.The individual processing phases will now be explained with reference to FIGS. 1 to 6, it being advisable to take a look at the overall top view according to FIG. 7 from time to time.

Fig. 1 zeigt in schematischer Seitenansicht die erste Phase der Bearbeitung eines aus Grauguß stehend gegossenen Hohlzylinders 1. Der Hohlzylinder 1 wird auf Rollenböcke 2 aufgelegt und in der Höhe und seitlich eingestellt. Die in Fig. 1 dargestellten Enden des Hohlzylinders 1 sind nicht als abgebrochene Kanten veranschaulicht, sondern sind tatsächlich jeweils das unregelmäßige Ende eines Überkopfes 3 bzw. Unterkopfes 4 des Gußstücks, die abgestochen werden müssen, und zwar auch deshalb, weil sie Seigerungen und andere Verunreinigungen der Graugußmasse enthalten. Die Rollenböcke 2 sind auf einem Maschinenbett 5 verfahrbar und natürlich in der Höhe und seitlich verstellbar. Fig. 1 zeigt auch ringlünettenartige Spannvorrichtungen 6 und 7, die sich noch außerhalb des Hohlzylinders 1 befinden. Fig. 1, the first stage of the processing shows in a schematic side view of a cast iron standing cast hollow cylinder 1. The hollow cylinder 1 is placed on roller stands 2 and adjusted in height and laterally. The ends of the hollow cylinder 1 shown in Fig. 1 are not illustrated as broken edges, but are in fact in each case the irregular end of an over the head 3 or lower head 4 of the casting which must be tapped, and that, therefore, also because they segregations and other impurities of the gray cast iron mass included. The roller stands 2 can be moved on a machine bed 5 and of course in height and laterally adjustable. Fig. 1 also shows bezel-like clamping devices 6 and 7 , which are still outside of the hollow cylinder 1 .

Anschließend werden die ringlünettenartigen Spannvorrichtungen 6 und 7 über den Hohlzylinder 1 gefahren, der in diesen zentrisch eingespannt wird. Die Spannvorrichtungen 6, 7 weisen Hohlplanscheiben mit entsprechenden Spannbacken (nicht gezeigt) auf, die mit dem Hohlzylinder 1 umlaufen. Die Rollenböcke 2 werden heruntergefahren. The bezel-like clamping devices 6 and 7 are then moved over the hollow cylinder 1 , which is clamped centrally therein. The clamping devices 6 , 7 have hollow face plates with corresponding clamping jaws (not shown) which rotate with the hollow cylinder 1 . The roller stands 2 are shut down.

Nun werden die Köpfe 3, 4 abgestochen, wozu, wie in Fig. 2 dargestellt, Abstecksupporte 8 verwendet werden, die an den feststehenden Gehäusen der Spannvorrichtungen 6, 7 sitzen, so daß die Kräfte nicht in das Maschinenbett 5 abgeleitet werden. Das Abstechen der Köpfe 3, 4 kann nach zwei Verfahren erfolgen: Einmal durch ein vollständiges Durchtrennen, wobei dann die Köpfe durch Fangvorrichtungen aufgefangen werden. Zum anderen durch Einstechen bis auf einen Restquerschnitt, worauf dann durch Einführen eines hydraulisch betätigten Membrankeiles der jeweilige Kopf 3 bzw. 4 abgesprengt wird. Fig. 2 und auch die weiteren Figuren zeigen jeweils das Ende der entsprechenden Bearbeitungsphase. So ist nach Fig. 2 der Hohlzylinder 1 in den ringlünettenartigen Spannvorrichtungen 6, 7 eingespannt, und die Köpfe 3, 4 sind bereits abgestochen.Now the heads 3 , 4 are tapped, for which, as shown in FIG. 2, stake supports 8 are used, which sit on the fixed housings of the clamping devices 6 , 7 , so that the forces are not dissipated into the machine bed 5 . The heads 3 , 4 can be cut off by two methods: First, by cutting them completely, the heads then being caught by safety devices. On the other hand, by piercing to a residual cross-section, whereupon the respective head 3 or 4 is blasted off by inserting a hydraulically operated membrane wedge. Fig. 2 and also the other figures respectively show the end of the corresponding processing phase. To the hollow cylinder 1 in the ringlünettenartigen clamping devices 6, 7 is shown in FIG. 2 is clamped, and the heads 3, 4 are already tapped.

Nach Fig. 3 sind mit Drehmeißeln 9 die Stirn-Ringflächen 10 des Hohlzylinders 1 plangedreht und die Innenkonturen an den Enden desselben NC-gedreht, wie mit den strichpunktierten Linien 11 angedeutet. Die Drehmeißel 9 befinden sich auf Bearbeitungsbühnen 12 (siehe Fig. 7) mit jeweils einem Querbett 13 für den Drehmeißel 9 und einer Bohrspindel 14 zum Bohren und Gewindeschneiden von Befestigungslöchern 15 für Deckel (nicht dargestellt), die später an die Hohlzylinder 1 angeschraubt werden und mit zentrisch angeordneten Dampfeintritts- und -austritts-Hohlzapfen (nicht dargestellt) versehen sind.According to FIG. 3, the end ring surfaces 10 of the hollow cylinder 1 are face-turned with turning tools 9 and the inner contours at the ends of the same are NC-turned, as indicated by the dash-dotted lines 11 . The turning tools 9 are located on processing platforms 12 (see FIG. 7), each with a transverse bed 13 for the turning tool 9 and a drilling spindle 14 for drilling and tapping mounting holes 15 for covers (not shown), which are later screwed onto the hollow cylinder 1 and are provided with centrally arranged steam inlet and outlet hollow spigots (not shown).

Fig. 4 zeigt die Bohrspindel 14 und die bereits gebohrten Deckel-Befestigungslöcher 15. Zu erwähnen ist noch, daß der Drehsupport für das Plandrehen mit dem Drehmeißel 9 und der Support für die Bohrspindel 14 kombiniert sind. Fig. 4 shows the drill spindle 14 and the already drilled cover fixing holes 15. It should also be mentioned that the turning support for face turning is combined with the turning tool 9 and the support for the drilling spindle 14 .

Fig. 5 zeigt die Bearbeitungsphase, in der gleichzeitig mit einem Außendrehsupport 16 die Außenfläche des Hohlzylinders 1 zwischen den Spannvorrichtungen 6, 7 und mit einem Innendrehsupport 17 die gesamte Innenfläche des Hohlzylinders 1 fertiggedreht wird. Dabei ist der Hohlzylinder 1 immer noch in den Spannvorrichtungen 6, 7 eingespannt. Es wird innen mit vier Drehmeißeln in Werkzeugpinolen 18 und außen mit drei Drehmeißeln 19 übereinander gleichzeitig gedreht. Fig. 5 shows the machining phase, in the same time the outer surface of the hollow cylinder 1 between the clamping devices 6, 7 and with an internal rotary support 17, the entire inner surface is finished filming of the hollow cylinder 1 having an outer rotary support sixteenth The hollow cylinder 1 is still clamped in the clamping devices 6 , 7 . It is turned simultaneously with four turning tools in tool quill 18 and outside with three turning tools 19 one above the other.

Nach dieser Bearbeitungsphase bleiben nur noch außen schmale Umfangszonen im Bereich der Spannvorrichtungen 6, 7 und von diesen zu den Enden des Hohlzylinders 1 hin übrig, die noch nicht bearbeitet sind. Erst jetzt ist ein Umspannen notwendig, wobei jedoch der Hohlzylinder 1 seine Lage nicht verändert, sondern in der gleichen Maschine bleibt. Die Rollenböcke 2, die in Fig. 6 gestrichelt angedeutet sind, werden an die bereits gedrehte Außenfläche des Hohlzylinders 1 herangefahren und stützen diesen ab. Die Spannvorrichtungen 6, 7 können nunmehr weggezogen weden. Die eine Spannvorrichtung 6 wird vorgezogen und mit einem Adapterflansch 20 o.dgl. an den Hohlzylinder 1 angekuppelt. Jede der Spannvorrichtungen 6, 7 besitzt einen Drehantrieb 21 (siehe Fig. 7), mit dem der Hohlzylinder 1 beim Innen- und Außendrehen sowie beim Plandrehen der Stirn-Ringflächen 10 und NC-Drehen der Innenkontor bei 11 (Fig. 3) in Rotation versetzt wird. Mit einem Drehantrieb 21 kann auch die Teilung für die Befestigungslöcher 15 bestimmt werden.After this processing phase, only narrow outer peripheral zones remain in the area of the clamping devices 6 , 7 and from these to the ends of the hollow cylinder 1 , which have not yet been processed. Only now is reclamping necessary, but the hollow cylinder 1 does not change its position, but remains in the same machine. The roller blocks 2 , which are indicated by dashed lines in FIG. 6, are moved up to the already rotated outer surface of the hollow cylinder 1 and support it. The clamping devices 6 , 7 can now be pulled away. One clamping device 6 is preferred and the like with an adapter flange 20 . coupled to the hollow cylinder 1 . Each of the clamping devices 6 , 7 has a rotary drive 21 (see FIG. 7) with which the hollow cylinder 1 rotates during internal and external turning, as well as when facing the end ring surfaces 10 and NC turning of the inner contour at 11 ( FIG. 3) is moved. The pitch for the mounting holes 15 can also be determined with a rotary drive 21 .

Als letzter Bearbeitungsschritt erfolgt das Drehen der Außen-Reststücke 22 mit Hilfe des Außendrehsupports 16. Diese Außen-Reststücke 22 sind in Fig. 6 strichpunktiert angedeutet.As the last processing step, the outer remnants 22 are turned with the help of the outer turning support 16 . These outer remnants 22 are indicated by dash-dotted lines in FIG. 6.

Wie Fig. 7 zeigt, ist der Innendrehsupport 17 auf einem Führungsausleger 23 (siehe auch Fig. 5) verschiebbar gelagert, der in einem Führungskasten 24 verfahrbar ist. Der Führungskasten 24 selbst ist auf dem Maschinenbett 5 verfahrbar. Für das Verfahren des Führungsauslegers 23 im Führungskasten 24 ist am ersteren eine Zahnstange (in der Zeichnung nicht sichtbar) angebracht, die auch für den Vorschub des Innendrehsupports 17 verwendet wird. Wichtig ist, daß der in den Hohlzylinder 1 (in Fig. 7 strichpunktiert und "durchsichtig" dargestellt) eingefahrene Führungsausleger 23 an dem dem Führungskasten 24 abgelegenen Ende (links in Fig. 7) nicht, wie bisher üblich, in einer Körnerspitze gelagert wird, sondern über eine Konsole 25 fest mit dem Maschinenbett 5 verbunden und festgespannt wird, so daß, wie eingangs bereits erwähnt, Biege- und Torsionskräfte besser aufgenommen werden. Der Führungsausleger 23 ist ein hohler Kastenträger mit Rechteckquerschnitt und geschlossenen glatten Außenflächen. Der Innendrehsupport 17 ist als ein kastenförmiges Gehäuse ausgebildet und auf vorgespannten Wälzelementen durch einen mitfahrenden Antriebsmotor auf dem Führungsausleger 23 verfahrbar.As FIG. 7 shows, the internal turning support 17 is slidably mounted on a guide arm 23 (see also FIG. 5) which can be moved in a guide box 24 . The guide box 24 itself can be moved on the machine bed 5 . For the movement of the guide arm 23 in the guide box 24 , a rack (not visible in the drawing) is attached to the former, which is also used for advancing the internal rotary support 17 . It is important that the (dot-dash lines in FIG. 7 "transparent") into the hollow cylinder 1 retracted idler arm 23 to the the guide box will not, as before, stored for 24 remote end (to the left in Fig. 7) in a centering point, but is firmly connected and clamped to the machine bed 5 via a bracket 25 , so that, as already mentioned at the beginning, bending and torsional forces are better absorbed. The guide arm 23 is a hollow box girder with a rectangular cross section and closed smooth outer surfaces. The internal rotary support 17 is designed as a box-shaped housing and can be moved on prestressed rolling elements by a traveling drive motor on the guide arm 23 .

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Außen- und Innendrehbearbeitung von Trockenzylindern für Papiermaschinen, wobei die Vorrichtung ein Maschinenbett aufweist, mit zwei Rollenböcken zum Auflegen und Ausrichten des Werkstücks sowie mit Einrichtungen zum endseitigen zentrischen Halten des Werkstücks und zu dessen Drehantrieb, mit einem auf dem Maschinenbett verfahrbaren Außendrehsupport und einem in einem auf dem Maschinenbett verfahrbaren Führungskasten geführten, motorisch längsverschiebbaren und mit seinem freien Ende zentrisch festlegbaren Führungsausleger mit einem auf ihm verfahrbaren Innendrehsupport, gekennzeichnet durch zwei über beide Enden des Hohlzylinders (1) einfahrbare ringlünettenartige drehantreibbare Spannvorrichtungen (6, 7) zum zentrischen Spannen des Werkstücks und zu dessen Drehantrieb, mit denen Abstechsupporte (8) integriert sind, wobei an beiden Enden des Maschinenbettes (5) angeordnete Bearbeitungsbühnen (12) mit je einem Querbett (13) für einen Drehmeißel (9) zum Plandrehen der Stirn-Ringflächen (10) des Hohlzylinders (1) und zum NC-Drehen der Innenkontur (11) an den Enden desselben sowie mit einer Bohrspindel (14) zum Bohren und Gewindeschneiden von Deckel- Befestigungslöchern (15) in der jeweiligen Stirn-Ringfläche (10) vorgesehen sind und wobei der Führungsausleger (23) für den Innensupport (17) in eingefahrener Stellung mit seinem freien Ende am Maschinenbett (5) fest einspannbar ist.1.Device for external and internal turning of drying cylinders for paper machines, the device having a machine bed, with two roller stands for placing and aligning the workpiece and with devices for centrally holding the workpiece at the end and for its rotary drive, with an external turning support which can be moved on the machine bed and a guide arm which is guided in a guide box which can be moved on the machine bed, can be moved longitudinally and can be fixed centrally with its free end, and has an internal rotary support which can be moved on it, characterized by two ring steady-type, rotationally drivable clamping devices ( 6 , 7 ) which can be driven in via both ends of the hollow cylinder ( 1 ) Clamping the workpiece and for its rotary drive, with which parting supports ( 8 ) are integrated, with processing platforms ( 12 ) arranged on both ends of the machine bed ( 5 ), each with a transverse bed ( 13 ) for one turn chisel ( 9 ) for facing the end ring surfaces ( 10 ) of the hollow cylinder ( 1 ) and for NC turning of the inner contour ( 11 ) at the ends of the same, and with a drilling spindle ( 14 ) for drilling and tapping cover fastening holes ( 15 ) in each are provided (10) end annular surface, and wherein the guide arm (23) is firmly clamped to the inner support (17) in the retracted position with its free end on the machine bed (5). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendrehsupport (17) mit vier Werkzeugpinolen (18) und ein Außendrehsupport (16) mit drei Drehmeißeln (19) ausgerüstet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the internal turning support ( 17 ) is equipped with four tool quills ( 18 ) and an external turning support ( 16 ) with three turning tools ( 19 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Werkstück-Drehantrieb (21) der einen ringlünettenartigen Spannvorrichtung (z.B. 6) auch die Teilung zum Bohren der Deckel-Befestigungslöcher (15) steuerbar ist. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the division for drilling the lid mounting holes ( 15 ) is controllable by the workpiece rotary drive ( 21 ) of a ring steady-like clamping device (eg 6). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch an den Gehäusen der ringlünettartigen Spannvorrichtungen (6, 7) angeordnete, hydraulisch betätigbare Membrankeile zum Absprengen der verlorenen Köpfe (3, 4) des Hohlzylinders (1).4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized by arranged on the housings of the bezel-like clamping devices ( 6 , 7 ), hydraulically actuated membrane wedges for blasting off the lost heads ( 3 , 4 ) of the hollow cylinder ( 1 ).