(57)【要約】【課題】静翼支持体の内側のリング溝を加工できる加工装置を提供することである。【解決手段】本発明は、加工装置、特に、部材（Ｌ）の溝（Ｎ）、特に静翼支持体に半径方向にある溝（Ｎ）を加工するための研磨装置であって、ベース支持体（１）と、旋回軸回りに旋回可能にベース支持体（１）に取り付けられており、かつ被加工部材（Ｌ）にベース支持体（１）を固定するために形成されている緊定装置（２）と、旋回軸（Ｘ）に対して垂直なガイド平面で、直線状に移動可能にベース支持体（１）にガイドされているガイドレール（６）と、旋回軸（Ｘ）に平行な回動軸（Ｘ’）回りに旋回可能にガイドレール（６）に保持されており、かつ加工工具を取り付けるための固定手段（１０）を担持する工具保持ヘッド（９）とを有する、加工装置に関する。【選択図】図１
2016074079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工装置、
特に、部材（Ｌ）の溝（Ｎ）、特に静翼支持体に半径方向にある溝（Ｎ）を加工するための研磨装置であって、
ベース支持体（１）と、旋回軸回りに旋回可能に前記ベース支持体（１）に取り付けられており、かつ加工される前記部材（Ｌ）に前記ベース支持体（１）を固定するために形成されている緊定装置（２）と、前記旋回軸（Ｘ）に対して垂直なガイド平面で、直線状に移動可能に前記ベース支持体（１）にガイドされているガイドレール（６）と、前記旋回軸（Ｘ）に平行な回動軸（Ｘ’）回りに旋回可能に前記ガイドレール（６）に保持されており、かつ加工工具を取り付けるための固定手段（１０）を担持する工具保持ヘッド（９）とを有する、加工装置。
【請求項２】
前記緊定装置（２）は、被加工溝（Ｎ）内に前記ベース支持体（１）を緊定するために、形成されていることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
前記緊定装置（２）は、前記被加工溝（Ｎ）の溝壁に対して特に油圧で張設されるために形成されている緊定手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の加工装置。
【請求項４】
前記工具保持ヘッド（９）は、前記ガイドレール（６）の前端部領域に旋回可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の加工装置。
【請求項５】
前記工具保持ヘッド（９）は、その下端部領域にガイドローラを担持し、
該ガイドローラ（１６）が加工される前記溝（Ｎ）の溝底に着くことができるように、構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の加工装置。
【請求項６】
前記固定手段（１０）が、前記工具保持ヘッド（９）に固定されている工具保持具（１２）を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の加工装置。
【請求項７】
前記工具保持具（１２）は、前記旋回軸（Ｘ）に対して平行に延在する調節軸（Ｘ”）回りに旋回可能に、前記工具保持ヘッド（９）に保持されており、かつ所定の旋回位置で固定可能であり、
固定は特に、前記調節軸（Ｘ”）を定義するボルト接合によって行われることを特徴とする請求項６に記載の加工装置。
【請求項８】
前記工具保持ヘッド（９）と
特に前記工具保持具（１２）とに、回転加工工具が固定されており、
前記工具の回転軸は、前記ガイドレール（６）のガイド平面を横切って向いている平面にあり、前記ガイド平面に対して傾いていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の加工装置。
【請求項９】
前記工具の前記回転軸（Ｘ’）は、前記ガイド平面に対して垂直に向いている平面にあることを特徴とする請求項８に記載の加工装置。
【請求項１０】
前記工具の前記回転軸（Ｘ’）は、特に４５度の予め決められた角度で、前記ガイド平面に対して傾いていることを特徴とする請求項８あるいは９に記載の加工装置。
【請求項１１】
前記回転加工工具は、前記回転軸（Ｒ）の方向に、前記工具保持ヘッド（９）と特に前記工具保持具（１２）とで、変位可能にガイドされていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の加工装置。
【請求項１２】
前記加工工具は研磨スピンドル（１１）であるか、あるいは研磨スピンドル（１１）を備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工装置、特に、部材の溝を、本願では特に静翼支持体に半径方向にある溝を加工するための研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービン施設において、圧縮段とタービン段とにはそれぞれ、静翼列とインペラとが互いに前後して設けられている。その際インペラは、流れる流体を圧縮するかあるいは減圧する、タービン施設の可動部もしくは回転部を形成する。各インペラには、当該インペラによって作り出された流れを規定してさらにガイドするガイド装置が後設されている。その際ガイド装置は、インペラと交互に互いに前後して設置されている。
【０００３】
その際タービン内のガイド装置は、内側の周方向に多数の静翼が規定されて設けられている外側静翼環から成る。この外側静翼環は、いわゆる静翼支持体に組み付けられ、この静翼支持体と一緒にタービンハウジングに取り付けられる。このために外側静翼環は、静翼支持体の内面の対応する溝に嵌め込まれる。通常、半径方向内側にある静翼端部も、そこに備わっている、シュラウドとも呼ばれる内側静翼環と接合されており、それで流体路をタービンシャフトに対して密閉し、ギャップ損失を減らし、揺動行動に影響を及ぼすために複数の静翼を機械的に用いることができる。この場合静翼は、シュラウドとして形成された内側静翼環と手作業で鋲留めされる。このために外側静翼環は、そこに固定された静翼とともに、静翼支持体にあるいは対応するダミーに配置されていなくてはならない。
【０００４】
静翼支持体は、内側静翼環の鋲留めの際にも運転時にも応力にさらされている。その際特に、内側にある半径方向のリング溝に、亀裂が形成されかねない。これらの亀裂は、同様に手作業で、研磨プロセスによって取り除かれる。しかしながらこのプロセスは、特に溝のコーナー半径の亀裂を研磨で取り除かなくてはならない場合に、比較的手間がかかる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それゆえ本願発明の課題は、半径方向にある溝、つまりリング状の部材の半径方向内側あるいは外側の溝の加工を行い、本願では特に静翼支持体の内側のリング溝を加工できる加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために、本発明は、ベース支持体と、旋回軸回りに旋回可能にベース支持体に取り付けられており、かつ被加工部材にベース支持体を固定するために形成されている緊定装置と、旋回軸に対して垂直なガイド平面で、直線状に移動可能にベース支持体にガイドされているガイドレールと、旋回軸に平行な回動軸回りに旋回可能にガイドレールに保持されており、かつ加工工具を取り付けるための固定手段を担持する工具保持ヘッドとを有する、前記のような加工装置を提供する。
【０００７】
それで本発明は、被加工部材に直接固定され、かつたとえば研磨ヘッドのような加工工具が、望ましい加工を行うために、被加工溝に沿って、本願では特に溝のコーナー半径に沿って進むことができ、その際正確にガイドされるように形作られている加工装置を備えるという考えに基づいている。そのために、加工装置は、緊定装置によって、被加工部材に固定される。たとえば緊定装置は、被加工溝内にベース支持体を緊定するために、形成されていてよい。このために緊定装置は、被加工溝の溝壁に対して特に油圧で張設されるために形作られている緊定手段を備えてよい。その際緊定装置は、好ましくは溝底に着いているので、被加工部材で正確に支えられる。被加工部材に固定された後、ガイドレールが緊定装置に対して相対的に直線状に移動される。その際工具保持ヘッドは、重力によってあるいは対応する押圧手段によって、被加工部材の内側に当接保持されるので、加工工具は被加工溝に沿って移動され、その際加工に必要な向きを維持したままである。必要な自由度は、一方のベース部材とガイドレールと他方のガイドレールと支持体ヘッドとの間の柔軟な接合によって、自在である。
【０００８】
好ましくはガイドレールの前端部領域に旋回可能に取り付けられている工具保持ヘッドは、本願発明の実施形態に従えば、その下端部領域にガイドローラを担持し、ベース支持体が被加工部材に固定されるとガイドローラが被加工溝の溝底に着くことができるように、構成されているので、工具保持ヘッドは溝底で支えられ、溝に沿って容易に進むことができる。
【０００９】
本発明のさらなる形態において意図されているのは、固定手段が、工具保持ヘッドに固定されている工具保持具を備えることである。好ましくは工具保持具は、旋回軸に対して平行に延在する調節軸回りに旋回可能に、工具保持ヘッドに保持されており、かつ所定の旋回位置で固定可能である。固定はたとえば、調節軸も定義できるボルト接合によって行われ得る。工具保持具が旋回可能であることにより、溝に対する加工工具の位置を加工前に正確に調節することが可能である。
【００１０】
本発明のさらなる実施形態に従って意図されているのは、工具保持ヘッドと特に工具保持具とに、回転加工工具が固定されていることであり、工具の回転軸は、ガイドレールのガイド平面を横切って向いている平面にあり、ガイド平面に対して傾いている。特に、工具の回転軸は、ガイド平面に対して垂直に向いている平面にあってよい。さらに工具の回転軸は、要求される加工角度によって予め決められる、特に４５度となる角度で、ガイド平面に対して傾いている。
【００１１】
最後に、本発明の好ましい実施形態に従った回転加工工具は、回転軸の方向に、工具保持ヘッドと特に工具保持具とで、変位可能にガイドされている。回転軸に沿って軸方向に変位可能であることと、工具保持ヘッドに対して工具保持具が旋回可能であることと、回転軸の傾きが調節可能であることとによって、加工工具特に研磨工具は、望みどおりに溝の中に配置され得る。
【００１２】
さらなる様態について、従属請求項と添付の図に関連した実施例の以下の記述とが指摘される。図に示されるのは以下である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本願発明に従った加工装置の正面図である。
【図２】加工装置の背面斜めからの斜視図である。
【図３】図１の加工装置が被加工静翼支持体に取り付けられた図である。
【図４】ベース支持体と緊定装置とガイドレールとを有する加工装置の一部の背面斜め上からの拡大部分図である。
【図５】加工装置の後方部分の正面斜め上からの斜視図である。
【図６】加工装置の前方部分の背面斜め上からの斜視図である。
【図７】加工装置の前方領域の正面斜め上からの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１から図７において、本願では研磨装置として形成されており、かつ静翼支持体Ｌの内側にある半径方向の円周溝Ｎを加工するために、特に溝Ｎの領域の亀裂を除去するために使われる、本願発明に従った加工装置が表わされている。研磨装置は、ベース支持体１と、旋回軸Ｘ回りに回動可能にベース支持体１に取り付けられており、かつ被加工静翼支持体Ｌにベース支持体１を固定するために形成されている緊定装置２とを備える。表わされた実施例において、緊定装置２は具体的に、被加工溝Ｎ内にベース支持体１を緊定するために、形成されている。このために、緊定装置２は基体３を有し、当該基体３は、対応する溝Ｎに嵌め込まれ得、このためにその下端部領域に、対応する幅を有する。基体３には、緊定ピストン４が保持されており、当該緊定ピストン４は、油圧あるいは空気圧で、旋回軸Ｘに対して平行に、基体３から引き出すことができるので、被加工溝Ｎの溝壁に対して押し付けることができ、このようにして基体３を溝壁と張設する。その際基体３は、好ましくは溝底に着いているので、安定した位置を有する。
【００１５】
基体３の内部に備わっている油圧媒体室に係合する操作ピストンを、この油圧媒体室内で動かし、それによって油圧媒体室内の油圧を高めるために、緊定装置２の操作は、基体３に螺入される緊定ボルト５を介して行われる。
【００１６】
研磨装置はさらに、旋回軸Ｘに対して垂直なガイド平面つまり図１の画像平面において、直線状に移動可能にベース支持体１にガイドされているガイドレール６を備える。このために、ベース支持体１に、ガイドレール６の対応するガイド溝８に係合する複数のガイド爪７が形成されている。
【００１７】
ガイドレール６の軸方向前方端部領域に、旋回軸Ｘに平行な回動軸Ｘ’回りに旋回可能にガイドレール６に保持されている工具保持ヘッド９が備わっている。工具保持ヘッド９は、研磨スピンドル１１を取り付けるための固定手段１０を担持する。具体的には、研磨スピンドル１１は、その回転軸Ｒの方向で変位可能にプレート状の工具保持具１２に保持されている。工具保持具１２は、固定ブラケット１３を介して工具保持ヘッド９に固定されている。特に図２でよく分かるように、固定ブラケット１３は、旋回軸Ｘもしくは回動軸Ｘ’に対して平行に延伸する単独のボルト１４を介して工具保持ヘッド９に固定されている。それゆえボルト接合を緩めた後は、ボルト接合によって定義された調節軸Ｘ”回りに、工具保持ヘッド９に対して固定ブラケット１３を旋回させ、それからボルト接合を固定することによって、固定ブラケット１３を望みの位置でロックすることが可能である。
【００１８】
図２と図６と図７とで分かるように、研磨スピンドル１１の回転軸Ｒは、ガイドレール６によって定義されたガイド平面に対して垂直に向いている平面にあり、ここでは約４５度となっている所定の角度で、ガイド平面に対して傾いている。この構成によって、図３において分かるように、研磨スピンドル１１に挟み込まれた研磨工具１５の研磨ヘッドを、溝Ｎの被加工領域に対して特に溝Ｎのコーナー領域に対して配置することが、可能になる。
【００１９】
工具保持ヘッド９は、その下端部領域に２つのガイドローラ１６を担持する。その際、ガイドローラ１６が被加工溝Ｎの溝底に着くことができるように、構成されている。具体的に工具保持ヘッド９は、下方に突き出た２つのウェブ９ａ、９ｂを有し、これらの間にガイドローラ１６が回転保持されている。その際ウェブ９ａ、９ｂの幅と、ウェブ９ａ、９ｂ間の距離とは、ガイドローラがウェブ９ａ、９ｂとともに、被加工溝Ｎに嵌め込まれ得るように、選択されている。
【００２０】
運転時、加工装置は、緊定装置２によって、被加工静翼支持体Ｌに固定される。このために緊定装置の基体３は、緊定装置が溝底と接触するまで、溝Ｎに嵌め込まれる。続いて、緊定ピストン４を溝壁に対して押し付けることによって、緊定装置の基体３を溝Ｎ内で緊定するために、緊定ピストン４が引き出される。緊定ピストン４の操作は、緊定ボルト５を回転させることによって行われる。加工装置を静翼支持体Ｌに固定した後、ガイドローラ１６が溝底に着くまで、工具保持ヘッド９が溝Ｎ内に嵌め込まれる。そのような配置は、一方の工具保持ヘッド９とガイドレール６と他方のガイドレール６とベース支持体１との間で相対的に旋回可能なことによって、可能である。
【００２１】
続いて研磨スピンドル１１が、その望ましい加工位置につくまで、回転軸Ｒに沿って変位される。研磨工具１５を中に保持した研磨スピンドル１１を、溝に対して平行に移動させるために、研磨プロセスの間ガイドレール６は、工具保持ヘッド９とそこに保持された研磨スピンドル１１と一緒に、位置不動に静翼支持体Ｌに固定されているベース支持体１に対して、直線状に変位される。その際、ガイドローラ１６が溝底で保持されるので、研磨スピンドル１１は実際に、溝Ｎに沿って円形の動きを行う。必要な自由度は、旋回軸Ｘもしくは回動軸Ｘ’によってもたらされる。
【００２２】
本発明は、好ましい実施例によって、細部においてより詳細に図解されかつ記述されたが、本発明は開示された例によって限定されるものではなく、別のヴァリエーションが、本発明の保護範囲から離れることなく、当業者によって本発明から導き出されてよい。
【符号の説明】
【００２３】
１  ベース支持体
２  緊定装置
３  基体
４  緊定ピストン
５  緊定ボルト
６  ガイドレール
７  ガイド爪
８  ガイド溝
９  工具保持ヘッド
９ａ  ウェブ
９ｂ  ウェブ
１０  固定手段
１１  研磨スピンドル
１２  工具保持具
１３  固定ブラケット
１４  ボルト
１５  研磨工具
１６  ガイドローラ
Ｌ  静翼支持体
Ｎ  溝
Ｒ  回転軸
Ｘ  旋回軸
Ｘ’  回動軸
Ｘ”  調節軸  
【図１】
2016074079.tif 000003
【図２】
2016074079.tif 000004
【図３】
2016074079.tif 000005
【図４】
2016074079.tif 000006
【図５】
2016074079.tif 000007
【図６】
2016074079.tif 000008
【図７】
2016074079.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成27年11月9日(2015.11.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材（Ｌ）の溝（Ｎ）を加工するための加工装置  であって、
ベース支持体（１）と、旋回軸回りに旋回可能に前記ベース支持体（１）に取り付けられており、かつ加工される前記部材（Ｌ）に前記ベース支持体（１）を固定するために形成されている緊定装置（２）と、前記旋回軸（Ｘ）に対して垂直なガイド平面で、直線状に移動可能に前記ベース支持体（１）にガイドされているガイドレール（６）と、前記旋回軸（Ｘ）に平行な回動軸（Ｘ’）回りに旋回可能に前記ガイドレール（６）に保持されており、かつ加工工具を取り付けるための固定手段（１０）を担持する工具保持ヘッド（９）とを有する、加工装置。
【請求項２】
前記緊定装置（２）は、被加工溝（Ｎ）内に前記ベース支持体（１）を緊定するために、形成されていることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
前記緊定装置（２）は、前記被加工溝（Ｎ）の溝壁に対して張設されるために形成されている緊定手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の加工装置。
【請求項４】
前記工具保持ヘッド（９）は、前記ガイドレール（６）の前端部領域に旋回可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の加工装置。
【請求項５】
前記工具保持ヘッド（９）は、その下端部領域にガイドローラを担持し、
該ガイドローラ（１６）が加工される前記溝（Ｎ）の溝底に着くことができるように、構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の加工装置。
【請求項６】
前記固定手段（１０）が、前記工具保持ヘッド（９）に固定されている工具保持具（１２）を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の加工装置。
【請求項７】
前記工具保持具（１２）は、前記旋回軸（Ｘ）に対して平行に延在する調節軸（Ｘ”）回りに旋回可能に、前記工具保持ヘッド（９）に保持されており、かつ所定の旋回位置で固定可能であり、
固定は、前記調節軸（Ｘ”）を定義するボルト接合によって行われることを特徴とする請求項６に記載の加工装置。
【請求項８】
前記工具保持ヘッド（９）と工具保持具（１２）とに、回転加工工具が固定されており、
前記回転加工工具の回転軸（Ｒ）は、前記ガイドレール（６）のガイド平面を横切って向いている平面にあり、前記ガイド平面に対して傾いていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の加工装置。
【請求項９】
前記回転加工工具の前記回転軸（Ｒ）は、前記ガイド平面に対して垂直に向いている平面にあることを特徴とする請求項８に記載の加工装置。
【請求項１０】
前記回転加工工具の前記回転軸（Ｒ）は、予め決められた角度で、前記ガイド平面に対して傾いていることを特徴とする請求項８あるいは９に記載の加工装置。
【請求項１１】
前記回転加工工具は、前記回転軸（Ｒ）の方向に、前記工具保持ヘッド（９）と前記工具保持具（１２）とで、変位可能にガイドされていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の加工装置。
【請求項１２】
前記加工工具は研磨スピンドル（１１）であるか、あるいは研磨スピンドル（１１）を備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の加工装置。
【外国語明細書】
2016074079000001.pdf