Vorrichtung zum Schleifen und Läppen von Dichtflächen in Schiebern und dergleichen in situ oder in der Werkstatt

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen und Läppen von Dichtflächen in Schiebern und dergleichen in situ oder in der Werkstatt, mit einer am Gehäuse eines Schiebers oder dergleichen befestigbaren Basisplatte, einem Antrieb und einer drehbar gelagerten Werkzeugplatte, welche mit dem Antrieb über ein Tragelement verbunden und über ein Transmissionselement gekoppelt ist, wobei sich das Tragelement über ein um eine quer zur Längsachse des Tragelements sowie im wesentlichen quer zur Achse der Werkzeugplatte verlaufende Schwenkachse schwenkbares Führungsstück an der Basisplatte höhenverstellbar und lösbar abstützt, und wobei mit dem Führungsstück ein Ende einer quer zur Schwenkachse verlaufenden Wippe starr verbunden ist, deren anderes Ende mit einem verstellbar an der Basisplatte abgestützten, eine Einstellung des Anpressdrucks der Werkzeugplatte in Richtung auf die zu bearbeitende Fläche ermöglichenden Stellglied gekoppelt ist.

[0002] Derartige Vorrichtungen werden insbesondere dazu verwendet, Dichtflächen in Ventilen, Schiebern, Ventiltellern, Schieberkeilen, Schieberplatten, Flanschen, Pumpengehäusen usw. in ihrer eingebauten Position zu schleifen und zu läppen. Auf diese Weise werden Verschleisserscheinungen und Ablagerungen an diesen Flächen beseitigt, ohne dass die betreffenden Werkstücke aus der jeweiligen Anlage herausgelöst und damitdiese Anlagen zerlegt werden müssen.

[0003] Es hat sich gezeigt, dass es äusserst schwierig, bei manchen bekannten Vorrichtungen sogar unmöglich ist, mit derartigen bekannten Vorrichtungen die gewünschte Planizität der zu bearbeitenden Fläche zu erreichen. Dies beruht darauf, dass der in Achsrichtung auf die Werkzeugplatte wirkende Druck zu einer Verformung dieser Platte führt und/oder dass an dieser Werkzeugplatte gelagerte Bearbeitungselemente, z.B. Schleifköpfe, aufgrund elastischer Verformung und des stets mehr oder weniger stark vorhandenen Lagerspiels entsprechend dem auftretenden Anpressdruck eine unerwünschte Neigung erfahren. Wenn dabei die Bearbeitungselemente über Arme an der Werkzeugplatte abgestützt sind, dann hat man durch Verwendung von Fühlerlehrenband versucht, die zwangsläufig auftretende Neigung der wirksamen Flächen der Bearbeitungselemente zu kompensieren. Ein solches Vorgehen ist aber sehr zeitaufwendig und erfordert besonders qualifizierte Facharbeiter.

[0004] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die Nachteile der bisher bekannten Vorrichtungen der eingangs erwähnten Art zu vermeiden und dabei eine möglichst einfach aufgebaute Vorrichtung zu schaffen, mit der die Planizität der zu bearbeitenden Flächen in relativ kurzer Zeit zuverlässig erreichbar ist.

[0005] Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass an der Werkzeugplatte und/ oder an der Abstützung des Stellgliedes und/oder an einem der den Kraft- und/oder Momentenfluss zwischen Werkzeugplatte und der Abstützung des Stellgliedes führenden Elemente mindestens eine Messvorrichtung zum Messen der Verformung vorgesehen ist.

[0006] Wenn bei dieser Vorrichtung die Wippe relativ zur Basisplatte verschwenkt wird, dann wird damit der auf die Werkzeugplatte ausgeübte Anpressdruck erhöht oder aber gesenkt. Eine solche Verstellung der Wippe bedingt eine Änderung der Belastung und damit eine Verformung der den Kraft-und Momentenfluss führenden Elemente von der Abstützung des Stellgliedes an der Basisplatte bis hin zur Werkzeugplatte. Diese Verformung kann als proportional zu dem auf die Werkzeugplatte ausgeübten Anpressdruck angesehen werden. Folglich kann nach einer ersten Bearbeitungsphase an der Messvorrichtung ein dem Anpressdruck proportionaler Verformungsgrad oder auch Belastungsgrad abgelesen werden. Das Tragelement mit Antrieb und Werkzeugplatte kann danach von dem Führungsstück gelöst werden, um z.B. mittels eines Haarlineals die Planizität der bearbeiteten Flächezu prüfen. Wenn sich dabei dann zeigt, dass diese Fläche nach radial innen geneigt verläuft, dann kann nach dem Wiedereinbau des Tragelements mit der Werkzeugplatte an der Wippe derjenige Druck eingestellt werden, der zur Korrektur des vorliegenden Flächenverlaufs erforderlich ist. Es ist dann eine Belastung oder Verformung einzustellen, die bei nach radial innen geneigter Fläche einen niedrigeren oder aber bei nach radial aussen geneigter Fläche einen höheren Wert an der Messvorrichtung anzeigt als bei Beendigung des vorangegangenen Bearbeitungsvorganges.

[0007] Die Messvorrichtung gibt also nicht den Anpressdruck an, der unmittelbar auf die Werkzeugplatte wirkt, ermöglicht es aber mit einfachen Mitteln, eine kontrollierte Erhöhung oder Reduzierung dieses Anpressdrucks herbeizuführen, die zur Erreichung der geforderten Planizität erforderlich ist.

[0008] Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann ferner so ausgebildetsein, dass auf der Wippe eine Messvorrichtung vorgesehen ist.

[0009] Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, dass die Messvorrichtung mindestens einen Dehnungsmessstreifen umfasst.

[0010] Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, dass die Messvorrichtung eine Feinmessuhr mit einem eine Verformung aufnehmenden Taster umfasst.

[0011] Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, dass die Messvorrichtung über einen Rechner mit einer Digitalanzeige in Verbindung steht.

[0012] Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, dass die wirksame Fläche der Werkzeugplatte kegelig verläuft, wobei sie an ihrem radial aussen liegenden Rand am weitesten auf eine zu bearbeitende Fläche vorsteht. Eine solche Neigung der wirksamen Fläche der Werkzeugplatte führt dazu, dass eine Erhöhung desAnpressdrucks die wirksame Fläche in Richtung auf Planizität verformt.

[0013] Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, dass die wirksame Fläche der Werkzeugplatte von frei drehbar gelagerten zylindrischen Bearbeitungselementen gebildet ist, deren Lagerachsen in Richtung auf eine zu bearbeitende Fläche konvergieren. Dabei kann die zeitaufwendige Benutzung von Fühlerlehrenbändern vermieden werden. Ein schnelleres Arbeiten und ein zuverlässigeres Arbeitsergebnis sind dann die Folge. Diese Werkzeugplatte kann auch in Verbindung mit einem Adapter verwendet werden, über den eine Läppscheibe oder dergl. von einer Bohrmaschine angetrieben werden kann. Dabei kann die Anpresskraft in herkömmlicher Weise nach dem Federweg bestimmt oder über Piezoelemente erfasst und digital angezeigt werden.

[0014] Schliesslich kann die erfindungsgemässe Vorrichtung so ausgebildet sein, dass das Klemmstück in dem Führungsstück geführt ist und mit einem Höhenanschlag dieses Führungsstück zusammenarbeitet. Dies ergibt eine einfache Möglichkeit, nach Ausbau des Tragelements mit Werkzeugplatte und nach dem Messen der bearbeiteten Fläche die Werkzeugplatte schnell und exakt wieder in die zuvor eingenommene Bearbeitungsposition zu bringen.

[0015] Im folgenden Teil der Beschreibung werden einigeAusführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform dererfindungsgemässen Vorrichtung in Verbindung mit einem Schiebergehäuse,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht betreffend insbesondere die Basisplatte, das Führungsstück und das Klemmstück,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den in Fig. 3 dargestellten Teil der Vorrichtung,

Fig. 5 eine der Fig. 3 ähnliche Teilansicht, bei der als Messvorrichtung eine Feinmessuhr verwendet wird,

Fig. 6 eine Draufsicht auf den in Fig. 5 dargestellten Teil der Vorrichtung,

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine sternförmige Werkzeugplatte nach der Erfindung mit auf Armen gelagerten Schleifköpfen,

Fig. 8 einen Axialschnitt durch die Werkzeugplatte nach Fig. 7 und

Fig. 9 einen Teilschnitt zur Darstellung nach Fig. 8.

[0016] Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Schiebergehäuse 1 mit einer kreisringförmigen Dichtfläche 2. Die Dichtfläche 2 kommt in dem dargestellten Gehäuse 1 zweifach vor. Gemäss den Fig. 1, 2 greift an der dort rechts liegenden Dichtfläche 2 eine Werkzeugplatte 3 an.

[0017] Die Werkzeugplatte 3 ist an dem unteren Ende eines Tragelements 4 drehbar gelagert, das von zwei Rohren 5 gebildet ist. Am oberen Ende des Tragelements 4 sitzt ein Antrieb 6, der über ein Transmissionselement, welches nicht dargestellt ist und durch die Rohre 5 hindurch verläuft, die Werkzeugplatte 3 antreibt.

[0018] Auf den Rohren 5 sitzt ein Klemmstück 7, das mit einem Griff 8 versehen ist. Mittels einer Klemmschraube 9 kann ein Klemmelement 10 gegen das Klemmstück 7 gedrückt werden, um dieses an den Rohren 5 in der gewünschten Höhenlage festzulegen. Das Klemmstück 7 ist bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4 in einen Führungsstück 11 geführt. Mittels einer Stellschraube 12 kann das Klemmstück 7 in einer U-förmigen Führung 13 festgelegt werden.

[0019] Das Führungsstück 11 weist in seinem unteren Bereich einen Höhenanschlag 14 auf, der einen Zapfen 15 hat, welcher in das untere Ende des Klemmstücks 7 eingreift und damit das Klemmstück 7 in der gewünschten Position am Führungsstück 11 festlegt.

[0020] An das Führungsstück 11 schliesst sich einstükkig eine hebelartige Wippe 16 an. Das aus Führungsstück 11 und Wippe 16 gebildete Bauteil ist um eine Schwenkachse 17 schwenkbar, die quer zur Längsachse 18 des Tragelements 4 verläuft. Sie verläuft im übrigen auch quer zu der Achse der Werkzeugplatte 3. Mittels einer Stellschraube 19 kann das aus Führungsstück 11 und Wippe 16 bestehende Bauteil in Richtung der Schwenkachse 17 verlagert und eingestellt werden.

[0021] Die Schwenkachse 17 ist in zwei parallel zueinander verlaufenden Wangen 20 gelagert, die von einer Basisplatte 21 ausgehen. Diese Basisplatte 21 ist mit Öffnungen 22 versehen, die das Anschliessen der Vorrichtung an einen Flansch 23 des Schiebergehäuses 1 vereinfachen.

[0022] Auf die Basisplatte 21 sind ferner zwei Lagerstücke 24 fest aufgesetzt, in denen ein Querbolzen 25 einer Spindel 26 sitzt. Auf der Spindel 26 wiederum sitzt ein Einstellknopf 27, welcher ein Stellglied 28 trägt. Einstellknopf 27 und Stellglied 28 sind relativ zueinander verdrehbar. Verlagert sich aber der Einstellknopf 27 in Richtung der Spindel 26, so wird dabei das Stellglied 28 mitgenommen. Es ist über eine Querachse 29 mit dem Ende der Wippe 16 verbunden, welches von dem Führungsstück 11 am weitesten entfernt liegt. Ein Drehen des Einstellknopfes 27 führt somit zu einem Verschwenken des Führungsstücks 11 und damit zu einer Erhöhung oder Reduzierung des Anpressdrucks, der auf die Werkzeugplatte 3 wirkt. Eine solche Druckveränderung hat eine Verformung der Wippe 16 zur Folge. Diese Verformung wird bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 über Dehnungsmessstreifen 30 und eine geeignete Rechnerschaltung 31 erfasst und in dem Anzeigegerät 32 digital angezeigt.

[0023] Die Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 weicht lediglich in den nachstehend beschriebenen Merkmalen von der zuvor beschriebenen Ausführungsform ab. Bei dieser Ausführungsform ist ein Klemmstück 35 vorgesehen, das in ein Führungsstück 36 geführt eingreift. Beide Elemente sind schwalbenschwanzförmig aneinader geführt. Eine Klemmschraube 37 legt das Klemmstück 35 in der gewünschten Position an dem Führungsstück 36 fest. Auch bei dieser Ausführungsform sind eine Basisplatte 21 und eine einstückig mit dem Führungsstück 36 verbundene Wippe 16 vorgesehen, die über ein Stellglied 28 eingestellt werden kann. Abweichend von der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4 ist mit dem Führungsstück 36 ein Halter 38 starr verbunden, der eine Feinmessuhr 39 trägt. Diese Feinmessuhr 39 hat einen Taster 40, der an der Wippe 16 angreift und Verformungen dieser Wippe 16 registriert, welche der Belastung der Wippe 16 und damit dem Anpressdruck der Werkzeugplatte 3 im wesentlichen proportional sind.

[0024] In den Fig. 7 bis 9 ist die erfindungsgemässe Werkzeugplatte 3 im einzelnen beschrieben. Sie hat eine exzentrische Bohrung 41 und ist sternförmig ausgebildet. Sie weist sechs gleichmässig über den Umfang verteilte radial verlaufende Führungsschlitze 42 auf, in denen jeweils ein Arm 43 verschoben und dann in der gewünschten Position arretiert werden kann. Jeder Arm 43 trägt an seinem radial aussen liegenden Ende einen Schleifkopf 44, der um eine Achse 45 frei drehbar ist. Diese Achse 45 ist dabei kugelgelagert. Wie insbesondere die Fig. 8 und 9 zeigen, verläuft die Werkzeugplatte 3 im Bereich der Führungsschlitze 42 in Richtung auf die Schleifköpfe 44 geneigt. Der Neigungswinkel der Schlitze gegenüber der Oberfläche 46 der Werkzeugplatte 3 entspricht dem Winkel. Um den gleichen Winkel sind die Achsen 45 der Schleifköpfe 44 gegenüber der Achse der Werkzeugplatte 3 geneigt.

[0025] Wenn nun ein Anpressdruck auf die Werkzeugplatte 3 ausgeübt wird, der in den Fig. 8 und 9 von oben nach unten wirksam ist, dann werden die vorgegebenen Neigungen reduziert. tn welchem Grade eine solche Reduktion erfolgt oder ob sogar eine umgekehrte Neigung nach obenhin sich einstellt, hängt von dem jeweiligen Anpressdruck ab.

[0026] Mit allen beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung kann sowohl die in Fig. 1 rechts dargestellte Dichtfläche als auch die dort links dargestellte Dichtfläche bearbeitet werden.

[0027] Nach einer ersten Bearbeitungsphase wird der Antrieb 6 abgeschaltet. Der an der Messvorrichtung 32, 39 angezeigte Wert wird festgehalten. Danach wird die Werkzeugplatte 3 mit Tragelement 4 und Antrieb 6 abgebaut. Die bearbeitete Fläche wird jetzt mit einem Haarlineal kontrolliert. Dabei wird festgestellt, ob in der nächsten Bearbeitungsphase zur Erreichung von Planizität mit einem höheren oder einem niedrigeren Anpressdruck zu arbeiten ist. Die Werkzeugplatte 3 mit den zugehörigen Teilen wird wieder eingebaut. Der an der Messvorrichtung 32; 39 zuvor festgestellte Wert wird dann entsprechend der erforderlichen Druckveränderung erhöht oder gesenkt.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Schleifen und Läppen von Dichtflächen in Schiebern und dergleichen in situ oder in der Werkstatt, mit einer am Gehäuse eines Schiebers oder dergleichen befestigbaren Basisplatte, einem Antrieb (6) und einer drehbar gelagerten Werkzeugplatte (3), welche mit dem Antrieb über ein Tragelement (4) verbunden und über ein Transmissionselement gekoppelt ist, wobei sich das Tragelement (4) über ein um eine quer zur Längsachse des Tragelements (4) sowie im wesentlichen quer zur Achse der Werkzeugplatte (3) verlaufende Schwenkachse (17) schwenkbares Führungsstück (11) an der Basisplatte höhenverstellbar und lösbar abstützt, und wobei mit dem Führungsstück (11) ein Ende einer quer zur Schwenkachse (17) verlaufenden Wippe (16) starr verbunden ist, deren anderes Ende mit einem verstellbar an der Basisplatte abgestützten, eine Einstellung des Anpressdrucks der Werkzeugplatte (3) in Richtung auf die zu bearbeitende Fläche ermöglichenden Stellglied (28) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Werkzeugplatte (3) und/oder an der Abstützung (25) des Stellgliedes (28) und/oder an einer der den Kraft- und/ oder Momentenfluss zwischen Werkzeugplatte (3) und der Abstützung (25) des Stellgliedes (28) führenden Elemente mindestens eine Messvorrichtung (32; 39) zum Messen der Verformung vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassauf der Wippe (16) eine Messvorrichtung (32; 39) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung: nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (32; 39) mindestens einen Dehnungsmessstreifen (30) umfasst.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung eine Feinmessuhr (39) mit einem eine Verformung aufnehmenden Taster (40) umfasst.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (32; 39) über einen Rechner mit einer Digitalanzeige (32) in Verbindung steht.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Fläche der Werkzeugplatte (3) kegelig verläuft, wobei sie an ihrem radial aussen liegenden Rand am weitesten auf eine zu bearbeitende Fläche vorsteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass die wirksame Fläche der Werkzeugplatte (3) von frei drehbar gelagerten zylindrischen Bearbeitungselementen (44) gebildet ist, deren Lagerachsen in Richtung auf eine zu bearbeitende Fläche konvergieren.

Claims

1. Apparatus for grinding and lapping sealing surfaces in gate valves and the like in situ or in the workshop, with a base plate which can be attached to the housing of a gate valve or the like, a drive mechanism (6) and a rotatably mounted tool plate (3) which is connected to the drive mechanism by a supporting element (4) and coupled by a transmission element, wherein the supporting element (4) is supported releasably and with adjustable height on the base plate by means of a guide piece (11) which is pivotable perpendicularly to the longitudinal axis of the supporting element (4) and also essentially perpendicularly to the axis of the tool plate (3), and wherein to the guide piece (11) is rigidly connected one end of a rocker (16) which extends perpendicularly to the pivot axis (17) and whose other end is coupled to a final control element (28) which is supported adjustably on the base and which allows adjustment of the contact pressure of the tool plate (3) in a direction towards the surface to be machined, characterised in that at least one measuring device (32; 39) for measuring strain is provided on the tool plate (3) and/or on the support (25) for the final control element (28) and/or on one of the components which conduct the flux of force and/or moment between the tool plate (3) and the support (25) for the final control element (28).

2. Apparatus according to claim 1, characterised in that a measurung device (32; 39) is provided on the rocker (16).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterised in that the measuring device (32; 39) includes at least one wire strain gauge (30).

4. Apparatus according to any of the preceding claims, characterised in that the measuring device includes a precision dial gauge (39) with a probe (40) which picks up strain.

5. Apparatus according to any of the preceding claims, characterised in that the measuring device (32; 39) is connected by a computer to a digital display (32).

6. Apparatus according to any of the preceding claims, characterised in that the active surface of the tool plate (3) is conical, protruding furthest at its radially outer edge towards a surface to be machined.

7. Apparatus according to claim 6, characterised in that the active surface of the tool plate (3) is formed by freely rotatably mounted cylindrical machining elements (44) whose bearing axes converge towards a surface to be machined.

Revendications

1. Appareil pour meuler et roder in situ ou dans un atelier des surfaces d'étanchéité de robinets- vannes et analogues, avec une plaque d'assise qui peut être atachée au boîtier d'un robinet-vanne ou similaire, un mécanisme de transmission (6) et une plaque d'outillage (3) montée de manière à pivoter et qui est reliée au mécanisme de transmission par un élément de support (4) et qui est accouplée par un élément de transmission, dans lequel l'élément de support (4) est supporté de manière à se dégager et ayant une hauteur réglable sur la plaque d'assise au moyen d'une pièce de guidage (11) qui peut pivoter perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'élément de support (4) et aussi essentiellement perpendiculaire à l'axe de la plaque d'outillage (3), et dans lequel, à la pièce de guidage (11 ) est reliée de manière rigide, une extrémité d'un culbuteur (16) qui se prolonge perpendiculairement au boulon d'articulation (17) et dont l'autre extrémité est accouplée à l'élément de commande finale (28), supporté de façon réglable, sur la plaque d'assise, ce qui permet l'ajustement de la pression de contact de la plaque d'outillage (3) dans une direction allant vers la surface à usiner, caractérisé par le fait qu'au moins un dispositif de mesure (32, 39) destiné à mesurer la contrainte est prévu sur la plaque d'outillage (3) et/ou sur le support (25) pour l'élément de commande finale (28) et/ou sur l'une des composantes qui amène le flux de force et/ou le moment entre la plaque d'outillage (3) et le support (25) pour l'élément de commande finale (28).

2. Un appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un dispositif de mesure (32, 39) est prévu sur le culbuteur (16).

3. Un appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le dispositif de mesure (32, 39) comprend au moins une jauge de contrainte (30).

4. Un appareil selon n'importe laquelle des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'un dispositif de mesure comprend un micromètre à cadran indicateur (39) muni d'un détecteur (40) qui relève la contrainte.

5. Un appareil selon n'importe laquelle des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif de mesure (32, 39) est relié par un ordinateur à un affichage numérique (32).

6. Un appareil selon n'importe laquelle des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la surface active de la plaque d'outillage (3) est conique, faisant saillie davantage du côté du bord radialement extérieur vers une surface à usiner.

7. Un appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la surface active de la plaque d'outillage (3) est façonnée par des éléments à usiner (44) cylindriques montés de manière pivotante et dont les axes de palier convergent vers la surface à usiner.

Zeichnung