Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Bauteilen, nämlich zur Drehbearbeitung von rotationssymmetrischen Bauteilen an radi¬ al innenliegenden Bearbeitungsflachen der Bauteile, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Rotoren von Gasturbinen, insbesondere Rotoren von Hochdruckverdichtern von Flugtriebwerken, werden üblicherweise von mehreren axial hintereinan¬ der angeordneten Rotorscheiben gebildet, wobei die Rotorscheiben entweder miteinander verschraubt oder miteinander verschweißt sind. Beim Ver¬ schweißen der Rotorscheiben bilden sich an radial innenliegenden Flächen sowie an radial außenliegenden Flächen Schweißnähte aus, die zur Vermei¬ dung von Kerbstellen nachbearbeitet werden müssen. Da die radial innen¬ liegenden Flächen der Rotoren schwer zugänglich sind, ist die Bearbeitung der Schweißnähte an den radial innenliegenden Flächen problematischer als die Bearbeitung der Schweißnähte an den radial außenliegenden Flächen.

Im Zuge der Optimierung von Gasturbinen, insbesondere der Optimierung von Flugtriebwerken, werden immer höhere Drehzahlen der Rotoren erforderlich. Damit steigt auch die von den Rotoren abzufangende Belastung. Je höher die Belastung der Rotoren ausfällt, desto kleiner werden in der Regel Na¬ benbohrungen innerhalb der Rotoren. Daraus folgt, dass eine radiale Tiefe von zwischen miteinander verbundenen Rotorscheiben angeordneten Kammern zunimmt. Ist zum Beispiel die radiale Tiefe der zwischen den miteinander verbundenen Rotorscheiben angeordneten Kammern größer als der Durchmesser der Nabenbohrung, so sind spezielle Vorrichtungen bzw. Werkzeuge zur Be¬ arbeitung, nämlich zur Drehbearbeitung, der radial innenliegenden Bear¬ beitungsflächen, die zwischen den miteinander verbundenen Rotorscheiben verlaufen, erforderlich.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Vorrichtungen bzw. Werkzeuge zur Drehbearbeitung von Rotoren an radial innenliegenden Bearbeitungsflächen bekannt, die den oben skizzierten Schwierigkeiten Rechnung tragen. Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen bzw. Werkzeuge zur Drehbearbeitung sind jedoch insbesondere dann nicht mehr geeignet, wenn zusätzlich zur immer größer werdenden, radialen Tiefe der zwischen mit¬ einander verbundenen Rotorscheiben verlaufenden Kammern auch die Breite der Rotorscheiben im Nabenbereich zunimmt, wenn also der axiale Abstand zwischen zwei Rotorscheiben im Nabenbereich verringert wird. In diesem Fall ist es nicht möglich, die aus dem Stand der Technik bekannten Vor- richtungen bzw. Werkzeuge zur Drehbearbeitung in den zu bearbeitenden Ro¬ toren einzuführen bzw. eine Drehbearbeitung an den radial innenliegenden Bearbeitungsflächen des Rotors vorzunehmen.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, eine neuartige Vorrichtung zur Bearbeitung von Bauteilen zu schaffen.

Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass die eingangs genannte Vorrich¬ tung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 weitergebildet ist. Erfindungsgemäß weist die Bohrstange einen sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden Vorsprung auf, der mit dem sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden Werkzeugträ¬ ger zusammenkoppelbar ist, wobei die radialen Abmessungen des Vorsprungs der Bohrstange und des Werkzeugträgers an' die Abmessungen einer Nabenboh¬ rung des zu bearbeitenden Bauteils derart angepasst sind, dass die Bohr¬ stange und der Werkzeugträger in entkoppeltem Zustand in die Nabenbohrung einführbar sind, und dass in zusammengekoppeltem Zustand das im Werkzeug¬ träger gelagerte Drehwerkzeug an die radial innenliegende Bearbeitungs¬ fläche des Bauteils zur Anlage bringbar ist.

Mit der hier vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Drehbear¬ beitung von Rotoren an radial innenliegenden Bearbeitungsflächen der Ro¬ toren vorgeschlagen, die auch dann eine zuverlässige und sichere Bearbei¬ tung der radial innenliegenden Bearbeitungsflachen der Rotoren ermög¬ licht, wenn einerseits ein Durchmesser von Nabenbohrungen in den zu bear¬ beitenden Rotoren kleiner und damit die radiale Erstreckung von Kammern, die innerhalb der zu bearbeitenden Rotoren zwischen zwei Rotorschieben verlaufen, größer wird, und wenn andererseits der axiale Abstand insbe¬ sondere im Nabenbereich zwischen benachbarten Rotorscheiben, welche die sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden Kammern begren¬ zen, kleiner wird.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran¬ sprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Er¬ findung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Vor¬ richtung zur Drehbearbeitung von rotationssymmetrischen Bautei¬ len an radial innenliegenden Bearbeitungsflächen der Bauteile in Draufsicht sowie Seitenansicht; Fig. 2 die erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1 in perspektivi¬ scher Ansicht; Fig. 3 ein Detail der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1; Fig. 4 ein weiteres Detail der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1; Fig. 5 ein weiteres Detail der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1; und Fig. 6 eine schematisierte Darstellung einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik zur Drehbearbeitung von rotationssymmetri¬ schen Bauteilen an radial innenliegenden Bearbeitungsflächen der Bauteile im Schnitt.

Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 5 in größerem Detail beschrieben. Zuvor soll jedoch unter Bezugnah¬ me auf Fig. 6 eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung zur Drehbearbeitung von rotationssymmetrischen Bauteilen an radial innenlie¬ genden Bearbeitungsflächen derselben beschrieben werden.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch einen Rotor 10 zum Beispiel eines Hochdruckverdichters eines Flugtriebwerks . Mit der Bezugziffer 11 ist ei¬ ne axiale Symmetrieachse des Rotors 10 gekennzeichnet. Der Rotor 10 der Fig. 6 wird von mehreren axial hintereinander angeordneten Rotorscheiben 12 gebildet, wobei in Fig. 6 lediglich zwei derartige Rotorscheiben 12 dargestellt sind. Die Rotorscheiben 12 erstrecken sich im Wesentlichen in radialer Richtung, wobei zwei benachbarte Rotorscheiben 12 an radial au¬ ßenliegenden Enden über sich in axialer Richtung erstreckende Fortsätze 13 miteinander verbunden sind. Im Beispiel der Fig. 6 sind die Rotor¬ scheiben 12 an den Fortsätzen 13 über eine Schweißnaht 14 miteinander verbunden. Zur Vermeidung von festigkeitsvermindernden Kerbstellen müssen die zum Rotor 10 miteinander verschweißten Rotorscheiben 12 im Bereich der Schweißnähte 14 nachbearbeitet werden. Zur Bearbeitung der Schwei߬ nähte 14 an den radial innenliegenden Bearbeitungsflächen 16 des Rotors 10 dient die in Fig. 6 gezeigte Vorrichtung 15 zur Drehbearbeitung.

Die Vorrichtung 15 nach dem Stand der Technik verfügt über eine sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckende Bohrstange 17 und einen sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden Werkzeugträger 18. Wie Fig. 6 entnommen werden kann, ist die Bohrstange 17 der Vorrich¬ tung 15 in die Nabenbohrung des Rotors 10 eingeführt, der Werkzeugträger 18 hingegen erstreckt sich im Bereich einer zwischen zwei miteinander verbundenen Rotorscheiben 12 ausgebildeten Kammer 19. Ein im Werkzeugträ¬ ger 18 gehaltenes Drehwerkzeug 20 kommt an der radial innenliegenden Be- arbeitungsfläche 16 im Bereich der Fortsätze 13 zur Anlage und dient letztendlich der Nachbearbeitung der Schweißnaht 14 an der radial innen¬ liegenden Bearbeitungsflache 16. Hierzu wird der Rotor 10 drehend bewegt und der Werkzeugträger 18 sowie das Drehwerkzeug 20 werden über die Bohr¬ stange 17 mit einem axialen Vorschub beaufschlagt.

Die in Fig. 6 gezeigte, aus dem Stand der bekannte Vorrichtung 15 zur Drehbearbeitung des Rotors 10 an den radial innenliegenden Bearbeitungs¬ flächen 16 ist dann zur Nachbearbeitung der Schweißnaht 14 im Bereich der radial innenliegenden Bearbeitungsflächen 16 nicht mehr geeignet, wenn, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Nabenbereich 21 der Rotorscheiben 12 des Rotors 10 zunehmend dicker wird und demnach der axiale Abstand zwischen zwei miteinander zu verbindenden Rotorscheiben 12 im Nabenbereich 21 ab¬ nimmt. In diesem Fall ist einerseits die in Fig. 6 gezeigte, aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung 15, nämlich der Werkzeugträger 18 derselben, nicht mehr in die Kammer 19 zwischen zwei miteinander verbun¬ denen Rotorscheiben 12 einführbar, andererseits kann aufgrund des verrin¬ gerten axialen Abstands im Nabenbereich 21 zwischen zwei miteinander ver¬ bundenen Rotorscheiben 12 die Vorrichtung 15 nach dem Stand der Technik keinen ausreichenden axialen Vorschub zur Drehbearbeitung bereitstellen.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 5 eine erfindungsgemäße Vorrichtung 22 zur Drehbearbeitung beschrieben, die auch dann eine Dreh¬ bearbeitung von rotationssymmetrischen Bauteilen, insbesondere von Roto¬ ren 10, ermöglicht, wenn die in Fig. 1 gezeigten und bereits beschriebe¬ nen geometrischen Verhältnisse des zu bearbeitenden Rotors vorliegen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 22 zur Drehbearbeitung von rotationssym¬ metrischen Bauteilen an radial innenliegenden Bearbeitungsflächen der Bauteile verfügt über eine sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckende Bohrstange 23 und einen sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden Werkzeugträger 24. Die sich im Wesentlichen in a- xialer Richtung erstreckende Bohrstange 23 weist einen sich im Wesentli¬ chen in radialer Richtung erstreckenden Vorsprung 25 auf. Der Werkzeug¬ träger 24 ist am Vorsprung 25 der Bohrstange 23 befestigbar. Fig. 1 zeigt einen Zustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung 22, in welcher der Werk¬ zeugträger 24 am Vorsprung 25 der Bohrstange 23 befestigt ist. Fig. 2 zeigt hingegen eine Darstellung, in welcher der Werkzeugträger 24 vom Vorsprung 25 der Bohrstange 23 entkoppelt ist.

Die radialen Abmessungen des Vorsprungs 25 bzw. der Bohrstange 23 sowie die radialen Abmessungen des Werkzeugträgers 24 sind an die Abmessungen einer Nabenbohrung 26 des zu bearbeitenden Rotors 10 derart angepasst, dass die Bohrstange 23 und der Werkzeugträger 24 in entkoppeltem bzw. de¬ montiertem Zustand in den Nabenbohrung 26 einführbar sind. Ein Außen¬ durchmesser des Werkzeugträgers 24 sowie der Bohrstange 23, insbesondere des Vorsprungs 25 derselben, sind dabei vorzugsweise kleiner als ein In¬ nendurchmesser der Nabenbohrung 26. Der Werkzeugträger 24 sowie die Bohr¬ stange 23 können demnach in axialer Richtung in die Nabenbohrung 26 des zu bearbeitenden Rotors 10 eingeschoben werden, ohne dass die Außenkanten des Werkzeugträgers 24 sowie der Bohrstange 23 mit den Innenkanten des zu bearbeitenden Rotors 10 kollidieren. Wie insbesondere Fig. 3 entnommen werden kann, ist das Drehwerkzeug 27 gegenüber einer Hüllkurve des Werk¬ zeugträgers 24 radial zurückversetzt. Hierdurch können Beschädigungen des Rotors, insbesondere der Rotorscheiben 12, beim Einschieben der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung 15 in die Nabenbohrung 26 des Rotors 10 sicher vermieden werden. In zusammengebautem bzw. zusammengekoppeltem Zustand von Werkzeugträger 24 sowie Vorsprung 25 der Bohrstange 23 ist ein im Werkzeugträger 24 gelagertes Drehwerkzeug 27 an die radial innenliegende Bearbeitungsfläche 16 des Rotors 10 zur Anlage bringbar (siehe Fig.l) .

Wie insbesondere Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, ist das Drehwerkzeug 27, welches vorzugsweise als Drehmeißel ausgebildet ist, im Werkzeugträ¬ ger 24 über einen Drehwerkzeughalter 28 gelagert. Der Drehwerkzeughalter 28 ist gegenüber dem Werkzeugträger 24 schwenkbar. Die Schwenkbarkeit des Drehwerkzeughalters 28 gegenüber dem Werkzeugträger 24 ist in Fig. 1 durch Pfeile 29 verdeutlicht. Das Drehwerkzeug 27 ist zusammen mit dem Drehwerkzeughalter 28 gegenüber dem Werkzeugträger 24 schwenkbar, und zwar im Sinne von Fig. 1 mit vorwiegend axialer Komponente. Wie am besten Fig. 3 entnommen werden kann, ist der Drehwerkzeughalter 28 hierzu am Werkzeugträger 24 über ein Drehgelenk 30 gelagert. Das Drehgelenk 30 wird von einer Bohrung innerhalb des Drehwerkzeughalters 28 und Werkzeugträ¬ gers 24 gebildet, in welche ein Bolzen bzw. ein Drehgelenkstift 31 hin¬ einragt .

Die Schwenkbewegung des Drehwerkzeughalters 28 gegenüber dem Werkzeugträ¬ ger 24 wird über eine in der Bohrstange 23 geführte Antriebswelle 32 be¬ reitgestellt, wobei die Antriebswelle 32 mit dem Drehwerkzeughalter 28 über ein Getriebe 33 gekoppelt ist. Das Getriebe 33 setzt die Antriebsbe¬ wegung, nämlich die Drehbewegung, der Antriebswelle 32 in eine Schwenkbe¬ wegung des Drehwerkzeughalters 28 um.

Das Getriebe 33 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel von mehreren im Vorsprung 25 der Bohrstange 23 angeordneten Zahnrädern gebildet. Ein ers- tes Zahnrad 34 steht mit der Antriebswelle 32 in Wirkungseingriff, ein zweites Zahnrad 35 steht mit einem Zahnrad 51, welches mit einer Schne¬ ckenwelle 36 gekoppelt ist, in Wirkungseingriff, wobei die Schneckenwelle 36 Teil des Getriebes 33 ist und im Werkzeugträger 24 positioniert ist. Zwischen dem ersten Zahnrad 34, welches mit der Antriebswelle 32 in Kon¬ takt steht, und dem zweiten Zahnrad 35, welches mit dem Zahnrad 51 der" Schneckenwelle 36 in Kontakt steht, ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ein weiteres Zahnrad 37 geschaltet. Über die Zahnräder 34, 35, 37 und 51 wird demnach die Drehbewegung der Antriebswelle 32 auf das Schneckenge¬ triebe 36 übertragen, welches mit dem Drehwerkzeughalter 28 in Wirkungs¬ eingriff steht und so die Drehbewegung der Antriebswelle 32 in eine Schwenkbewegung des Drehwerkzeughalters 28 umsetzt. Die Zahnräder 34, 35, 37 und 51 sowie die Schneckenwelle 36 sind im Vorsprung 25 der Bohrstange 23 bzw. im Werkzeugträger 24 über entsprechende Lagerwellen 38 gelagert. Der Drehwerkzeughalter 28 ist als Segment eines Schneckenrads ausgebil¬ det.

Die Antriebsenergie zum Antrieb der Antriebswelle 32 und damit letztend¬ lich die Antriebsenergie zum Schwenken des Drehwerkzeughalters 28 wird entweder manuell über eine Kurbel 39 oder durch einen elektromotorischen Antrieb 40 bereitgestellt. Die Kurbel 39 sowie der elektromotorische An¬ trieb 40 sind in Fig. 2 und 5 dargestellt. Die Kurbel 39 wirkt direkt auf die Antriebswelle 32. Zwischen den elektromotorischen Antrieb 40 und die Antriebswelle 32 ist ein Getriebe 41 geschaltet. Wie Fig. 5 entnommen werden kann, wirkt mit der Antriebswelle 32 ein mechanischer Anschlag 42 zusammen, wobei der mechanische Anschlag 42 zusammen mit Endschaltern '43 und 44 die Bewegung des Drehwerkzeughalters 28 und damit des Drehwerk¬ zeugs 27, nämlich die Schwenkbewegung desselben, begrenzt. Zwischen die beiden Endschalter 43 und 44 ist ein Schalter 45 geschaltet, welcher der Positionsanzeige des Drehwerkzeughalters 28 und damit des Drehwerkzeugs 27 dient.

Wie Fig. 3 entnommen werden kann, sind in die Bohrstange 23, in den Fort¬ satz bzw. den Vorsprung 25 der Bohrstange 23 sowie in den Werkzeugträger 24 Leitungen 46 integriert, um zum Beispiel Kühlmittel und/oder Schmier¬ mittel in Richtung auf das Drehwerkzeug 27 zu führen. Das durch die Lei¬ tungen 46 geführte Kühlmittel bzw. Schmiermittel wird über eine Düse 47 auf das Drehwerkzeug 27 gerichtet.

Wie bereits erwähnt, sind die Abmessungen des Werkzeugträgers 24 sowie des Vorsprungs 25 der Bohrstange 23 derart dimensioniert, dass der Werk¬ zeugträger 24 sowie die Bohrstange 23 in demontiertem bzw. in entkoppel- tem Zustand in die Nabenbohrung 26 des zu bearbeitenden Rotors 10 ein¬ führbar sind. Mithilfe einer in Fig. 2 dargestellten Montageeinrichtung 48 wird zuerst der Werkzeugträger 24 in die Nabenbohrung 26 des zu bear¬ beitenden Rotors 10 eingeführt und axial an die Position innerhalb der Nabenbohrung 26 bzw. des Rotors 10 verschoben, an welcher eine Drehbear¬ beitung an radial innenliegenden Flächen des Rotors 10 erfolgen soll. An dieser axialen Position wird der Werkzeugträger 24 mit der Montageein¬ richtung 48 radial nach außen zwischen zwei benachbarten Rotorscheiben 12 des Rotors 10, also in die Kammer 19 zwischen zwei benachbarten Rotor¬ scheiben 12 hineingeschoben. Anschließend wird die Bohrstange 23 mit dem Fortsatz bzw. Vorsprung 25 axial in die Nabenbohrung 26 des zu bearbei¬ tenden Rotors 10 eingeschoben, und zwar so weit, bis der Vorsprung 25 mit dem Werkzeugträger 24 fluchtet. In dieser Position werden der Werkzeug¬ träger 24 sowie der Vorsprung 25 des Bohrträgers 23 miteinander verbun¬ den. Dies kann zum Beispiel mithilfe der in Fig. 3 dargestellten Klemm¬ einrichtung 49 erfolgen. Alternativ können der Werkzeugträger 24 sowie der Vorsprung 25 der Bohrstange 23 auch über eine Schraubverbindung mit¬ einander gekoppelt werden.

Wie insbesondere Fig. 2 entnommen werden kann, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 22 über einen Schnellwechselhalter 50 an einer Bearbeitungs¬ station, nämlich an einem Werkzeugschlitten einer Drehmaschine, befestig- bar. Der Schnellwechselhalter 50 ist dabei integraler Bestandteil der Bohrstange 23.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auch dann eine Drehbearbeitung eines Rotors an radial innenliegenden Bearbeitungsflächen des Rotors mög¬ lich, wenn eine Nabenbohrung des Rotors gegenüber sich radial außen an die Nabenbohrung anschließenden Kammern, die von zwei benachbarten Rotor¬ scheiben begrenzt sind, eine geringe radiale Erstreckung aufweist. Wei¬ terhin ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dann zur Drehbearbeitung der Rotoren geeignet, wenn im Nabenbereich der Rotorscheiben der axiale Ab¬ stand zwischen den Rotorscheiben gering ist. Über die Schwenkbewegung des Drehwerkzeugs kann auch dann eine Drehbearbeitung des Rotors erfolgen, wenn der geringe axiale Abstand zwischen zwei Rotorscheiben einen ausrei¬ chenden axialen Vorschub der Bohrstange nicht zulässt. Die Schwenkbewe¬ gung des Drehwerkzeugs kompensiert den fehlenden axialen Vorschub der Bohrstange.