DE2909545A1

DE2909545A1 - Tragbare schleifvorrichtung

Info

Publication number: DE2909545A1
Application number: DE19792909545
Authority: DE
Inventors: Myung Sung Kim
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-03-14
Filing date: 1979-03-10
Publication date: 1979-09-27
Also published as: JPS54128091A; GB2016320A; CA1090137A; JPS6014672B2; US4205493A; GB2016320B; IT1114470B; FR2419801A1; IT7948329A0; FR2419801B1

Description

DIPL.-ING. H. FINK PATENTANWALT ■ D 7300 ESSLINGEN BEI STUTTGART -HfNDENBURGSTRASSE

•3-

Polenliinwgll FINK-D 7300 Esslingen (Neckor), HlndenburgstroBe 44

6. März 1979 P B509

f-tyung Sung Kim, Windgap, Pennsylvania 18091, Vereinigte Staaten von Amerika

"Tragbare Schleifvorrichtung"

Beanspruchte Priorität der Patentanmeldung Ser.No. 886 544, eingereicht am 14. März 1978 in den Vereinigten Staaten von Amerika.

Die Erfindung bezieht sich auf eine tragbare Schleifvorrichtung zum Anfasen der Enden metallischer Rohre. Sie ist vor allem für insbesondere Stahlrohre vorgesehen, die ortsfest und mit geringen Zwischenräumen angeordnet sind und die zum Schweißen vorbereitet werden müssen.

Bei der Herstellung, Reparatur und Wartung von Großanlagen, die dickwandige Stahlrohre enthalten, wie z.B. von Kesseln, muß häufig ein Rohrabschnitt ersetzt oder eingesetzt werden. Dies geschieht üblicherweise dadurch, daß die Enden des eingesetzten Rohrabschnittes mit den beiden anderen Teilen des ortsfest verbleibenden Rohres verschweißt werden. Die zu verbindenden Rohrenden müssen mit einer Fase versehen werden, damit eine saubere und gute Schweißverbindung möglich ist.

Dieses Anfasen muß sorgfältig und mit einem Winkel von 37,5°, gefordert laut ASTM, erfolgen, so daß die Schweißverbindung

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erfolgreich und zuverlässig geschehen kann. Wegen der hohen Lahnkosten des Arbeiters, der das Vorbereiten besorgt, und eines Schweißers, der üblicherweise zur Herstellung der Schweißverbindung ebenfalls dabei ist, muß das Herstellen der Fasen im übrigen sehr schnell geschehen. Außerdem muß das Anfasen häufig in Zwangslagen und an sehr engen Stellen im Kesselbereich, wo die Rohre fest angeordnet sind, vorgenommen werden.

In bekannter Weise werden die verschiedensten Vorrichtungen eingesetzt, um die Enden von fietallrohren als Vorbereitung für die Schweißverbindung mit Fasen zu versehen. Die bekannten Vorrichtungen haben jedoch verschiedene Nachteile, die diese für die vorgenannten Arbeiten ungeeignet machen. So sind einige davon s-ehr sperrig und unhandlich, weswegen sie bei beengten Platzverhältnissen nicht gehandhabt und nicht in enge Zwischenräume eingebracht werden können. Es sind auch Vorrichtungen bekannt, die Schleifscheiben benutzen. Diese benötigen jedoch für das Herstellen der Fasen extrem viel Zeit und arbeiten nicht sauber und akkurat. Andere bekannte Vorrichtungen arbeiten mit sehr schweren Schleifsteinen. Wegen des hohen Gewichtes können diese Vorrichtungen von einem Arbeiter für längere Arbeitsperioden nicht gehalten werden, so daß das Anfasen beachtlich viel Zeit u. a. deswegen erfordert, weil die Bedienungsperson sich von Zeit zu Zeit ausruhen muß. Außerdem können diese schweren Schleifsteine nicht mit sehr hohen Geschwindigkeiten angetrieben werden, weswegen das Anfasen mit ihrer Hilfe ebenfalls extrem viel Zeit erforderlich macht. Verschiedene andere bekannte Vorrichtungen arbeiten mit Metallblättern. Diese jedoch brechen häufig bei hohen Geschwindigkeiten. Der Austausch gebrochener Blätter erfordert beachtlichen Aufwand und vor allem viel Zeit.

Die Erfindung sieht eine tragbare Schleifvorrichtung zum Anfasen der Enden metallischer Rohre vor, die gekennzeichnet ist

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durch eine aus miteinander gebundenen Schleifpartikeln gebildete Schleifscheibe, die eine flache kreisförmige Grundplatte und einen Kegelstumpfteil aufweist, der sich mit seinem im Durchmesser kleineren Ende an den Umfang der Grundplatte anschließt und im übrigen davon wegerstreckt und der eine innere Schleiffläche aufweist, die unter einem Winkel von insbesondere etwa 37,5° gegenüber der Mittelachse der Grundplatte geneigt verläuft und zur Aufnahme des Rohrendes darin zu dessen Anfasung bei Berührungskontakt und Umlauf ausgebildet ist, durch einen die Schleifscheibe mit einer Drehzahl von mindestens 10000 U/min antreibenden Antrieb und durch einen an der Grundplatte angreifenden und die Schleifscheibe mit dem Antrieb kuppelnden Verbinder.

Die erfindungsgemäße Schleifvorrichtung hat folgende Vorteile. Sie ist gut tragbar, so daß sie auch in engen Räumen, wo die anzufasenden Rohre fest angeordnet sind, benutzt werden kann. Die Anfasung kann genau mit dem geforderten Winkel geschehen, so daß eine hohe Güte der Schweißverbindung der angefasten Rohre gesichert ist. Die Schleifscheibe kann mit extrem hoher Drehzahl umlaufen, so daß das Herstellen der Fasen sehr schnell bewerkstelligt werden kann. Von Vorteil ist ferner, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung vom Gewicht her sehr leicht ist. Sie kann also von einer Bedienungsperson sehr lange'Zeit gehalten werden und ohne Ruhepause im Einsatz bleiben. Vorteilhaft ist ferner, daß selbst bei extrem hohen Drehzahlen der Schleifscheibe ein Rütteln, Wackeln und Rutschen der Vorrichtung vermieden ist. Im übrigen ist die Schleifscheibe selbst außerordentlich standfest. Die Gefahr eines Scheibenbruches selbst bei hohen Drehzahlen besteht nicht.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß die innere Schleiffläche der Schleifscheibe mehrere erhabene überstehende Teile aufweist, die in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnet sind. Diese Teile können im wesentlichen trapezförmig gestaltet sein. Sie bilden

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Schneidkanten und reduzieren während des SchleifVorganges die Neigung zum Wackeln und Rutschen der Schleifscheibe.

Da die Schleifscheibe aus miteinander gebundenen Schleifpartikeln besteht, ist sie extrem standfest und bruchsicher. Darüber hinaus kann sie mit extrem hohen Drehzahlen beaufschlagt werden, d.h. über 10000 U/min, so daß der Schleifvorgang sehr schnell vonstatten gehen kann. Da die innere Schleiffläche" unter einem Winkel von etwa 37,5° verläuft, können die metallischen Rohre sehr genau angefast werden, so daß zwischen den zu verbindenden Rohren eine zuverlässige und dauerhafte Schweißverbindung ermöglicht ist. Da die Vorrichtung eine Schleifscheibe und einen tragbaren Antrieb, z.B. einen Druckluftmotor, aufweist, ist die Vorrichtung vom Gewicht her leicht und sehr handlich. Eine Bedienungsperson kann damit in engen Räumen sehr lange Zeit arbeiten.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und erfindungswesentliche Merkmale enthalten die übrigen Ansprüche, auf die hier als erfindungswesentliche Offenbarung zur Vermeidung von Wiederholungen ausdrücklich Bezug genommen ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht

einer erfindungsgemäßen tragbaren Schleifvorrichtung beim Anfasen der Enden von Stahlrohren, die fest in der Nähe einer Kesselwand angeordnet sind,

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Fig. 2 eine Unteransicht.der Schleif

scheibe der Schleifvorrichtung, wobei man die im wesentlichen trapezförmigen, erhabenen überstehenden Teile; auf der inneren Schleiffläche der Schleifscheibe erkennt,

Fig. 3 eine Draufsicht der Schleif

scheibe, die das Band oder Gewebe aus Glasfasermaterial auf deren Außenseite erkennen läßt, -.- .

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt der

Schleifvorrichtung mit Schleifscheibe, einem Teil des tragbaren Druckluftmotors und Verbindungsmitteln zwischen beiden, sowie mit dem Ende eines Rohres, mit dem die Schleifscheibe mit ihrer inneren Schleiffläche in Berührung gebracht werden kann,

Fig. 5 einen vertikalen Schnitt etwa

entsprechend demjenigen in Fig. 4, jedoch mit bereits mit Hilfe der Schleifvorrichtung angefastern Stahlrohr, das sich noch in Berührungskontakt mit der inneren Schleiffläche der Schleifscheibe befindet.

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In Fig. 1 ist eine tragbare Schleifvorrichtung 10 gemäß der Erfindung gezeigt, die eine Schleifscheibe 12 aufweist. Letztere ist an einem tragbaren Druckluftmotor 14 angebracht, der von einer nicht gezeigten Druckluftquelle mit Druckluft etwa von 4,134 - 6,89 bar [4,22 - 7,03 kp/cm²) gespeist wird. Die Druckluft wird dem Druckluftmotor 14 über eine Rohrleitung oder einen Schlauch 16 zugeführt. Die Druckluftbeaufschlagung des Druckluftmotors 14 ist mittels eines Stellorganes 16, z.B. eines Ventiles, Schalters od. dgl., regulierbar. Die Schleifscheibe 12 ist über eine Stange 20, die als Antriebswelle fungiert, an den Druckluftmotor 14 zum Drehantrieb angeschlossen .

Aus Fig. 1 ist eine Wand 22 ersichtlich, die z.B. die Wand eines Kessels sein kann. Die Wand 22 weist mehrere öffnungen 24 darin auf. Den öffnungen 24 sind mehrere zuvor abgeschnittene Rohre 26 benachbart. Diese Rohre 26 sollen an ihren Enden mit jeweils einer Fase versehen werden, so daß zusätzliche Abschnitte von Rohren durch die öffnungen 24 eingebracht und dann an den Enden der Rohre 26 angeschweißt werden können.

Unter dem verwendeten Begriff "Rohr" ist ein dickwandiges, zylindrisches Rohr aus Metall zu verstehen, das z.B. eine Wandstärke von 3/S" und einen Innendurchmesser von 2" hat und das aus unlegiertem Stahl besteht.

Aus Fig. 2-4 ist ersichtlich, daß die Schleifscheibe 12 eine flache, kreisscheibenförmige Grundplatte 2Θ mit Innenfläche 30 und Außenfläche 32 und ferner einen Kegelstumpfteil 34 aufweist, der sich mit seinem im Durchmesser kleineren Ende an den Umfang der Grundplatte 28 anschließt und davon weg erstreckt.- Der Kegelstumpfteil 34 besitzt eine innere Schleiffläche 36, die unter einem Winkel von etwa 37,5° gegenüber der Mittelachse der kreisscheibenförmigen Grundplatte 28 geneigt verläuft. Der Kegelstumpfteil 34 weist eine Außenfläche 38 auf.

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Die innere Schleiffläche 36 enthält 8 im wesentlichen trapezförmige, erhabene und überstehende Teile 40 - 47, die in Umfangsrichtung der inneren Schleiffläche 36 in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnet sind und die mit ihren schmaleren Enden der Innenfläche 30 der Grundplatte 28 benachbart sind. Diese im wesentlichen trapezförmigen, überstehenden Teile erstrecken sich von der Grundplatte zum Ende des Kegelstumpfteiles 34.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist jeder erhabene, überstehende Teil 40 - 47 eine flache, ebene Kopffläche 48 und zwei flache, ebene Seitenflächen 50 und 52 auf. 3ede Kopffläche bildet mit zwei jeweils zugeordneten Seitenflächen einen Winkel von 90°, wodurch an den entsprechenden Kanten jeweils Schneidkanten gebildet sind. Die Querschnittsdicke der Grundplatte 28 und des Kegelstumpfteiles 34 ist im Bereich der erhabenen, überstehenden und etwa trapezförmigen Teile 40 - 47 im wesentlichen gleich groß.

In die Außenfläche 38 des Kegelstumpfteiles 34 und die Außenfläche 32 der kreisscheibenförmigen Grundplatte 28 ist Glasfasermaterial 54 z.B. in Bandform oder Gewebeform eingebettet, das die Festigkeit der Schleifscheibe 12 erhöht.

Die die Schleifscheibe 12 bildenden Schleifpartikel bestehen vorzugsweise aus Schleifsteinkörpern A 24 und sind mittels einer üblichen Bindung aus unter Hitze ausgehärtetem Harz miteinander gebunden. Diese Schleifscheibe ist in herkömmlicher Weise durch Heißformgebung hergestellt, bei der für eine Zeitdauer von etwa 24 Stunden eine Arbeitstemperatur von etwa 180⁰C aufrechterhalten wird.

Die Schleifscheibe 12 ist mittels einer Gewindestange 20, die die Aufgabe einer Welle hat, mit dem Druckluftmotor 14 gekuppelt. Die Gewindestange 20 ist in geeigneter Weise fest

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und steif im Druckluftmotor 14 aufgenommen und gelagert und erstreckt sich durch eine zentrale Öffnung 55 in der Grundplatte 28 der Schleifscheibe 12 hindurch. Am einen Ende besitzt die Gewindestange 20 einen verbreiterben Kopf 58, der sich in Fig. 4 und 5 unterhalb der Innenfläche 30 der Grundplatte 28 erstreckt. Auf die Gewindestange 20 ist eine Mutter 60 aufgeschraubt, die der Außenfläche 32 der kreisscheibenförmigen Grundplatte 28 unmittelbar benachbart liegt.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist der Außenumfang der inneren Schleiffläche 36 etwas größer als der Außendurchmesser des Stahlrohres 62, das endssitig angefast werden soll.

Zum Betrieb der Schleifvorrichtung wird der Druckluftmotor mit einer geeigneten Druckluftquelle verbunden, die Druckluft mit einem Druck von etwa 4,134 - 6,89 bar (4,22 - 7,03 kp/cm²] liefert, so daß der Druckluftmotor 14 die daran angebrachte Schleifscheibe 12 mit mehr als 10000 U/min antreiben kann. Vorzugsweise kann die Schleifscheibe mit Drehzahlen über 10000 U/min bis zu 18000 U/min betrieben werden, wobei 12000 U/min bevorzugt werden.

Ist die Schleifscheibe 12, wie gezeigt, an den Druckluftmotor angekuppelt und der Motor mit Druckluft gespeist, so bringt die Bedienungsperson die Schleifvorrichtung 10 in eine solche Position, daß die Längsmittelachse der Gewindestange 20 mit derjenigen des Stahlrohres 62 fluchtet und die innere Schleiffläche 36 in Berührungskontakt mit dem Ende des Stahlrohres steht.

Sodann wird das Stellorgan 18 betätigt, z.B. der Schalter oder Drücker gedrückt, wodurch nun die Schleifscheibe mit hoher Drehzahl angetrieben wird. Sodann wird die Schleifscheibe 12 gegen das Ende des Stahlrohres angepreßt und diese Tätigkeit fortgesetzt, bis die gewünschte Fase am Ende des Rohres hergestellt ist, wie Fig. 5 zeigt. Dort ist die Fase mit 64

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angedeutet. Sie hat den gewünschten Winkel von 37,5°/ so daß eine gute, sichere und zuverlässige Schweißverbindung mit einem weiteren Rohr ermöglicht und sichergestellt ist, das eine entsprechende Fase aufweist.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, kann die gesamte Schleifvorrichtung 10 in einem sehr engen Raum gehandhabt werden, wobei doch an den darin gezeigten Rohren eine schnelle und exakte Fase gebildet werden kann.

Da die Schleifscheibe 12 die Vielzahl der im wesentlichen trapezförmigen, erhabenen Teile 40 - 47 aufweist, kann die hohe Drehzahl von über 10000 U/min aufrechterhalten und beibehalten werden, weil die Gefahr wesentlich reduziert ist, daß die Scheibe relativ zum Rohr wackelt, rutscht oder sich in anderer Weise zu versetzen droht. Ferner bilden die Kopfflächen und die beidseitigen Seitenflächen jedes trapezförmigen, erhabenen Teiles eine Schneidkante der inneren Schleiffläche der Schleifscheibe, so daß der gesamte Anfasvorgang in einer sehr kurzen Zeit erfolgen kann. . _

Die besonderen Vorteile der Erfindung werden bei folgender Gegenüberstellung von Beispielen deutlich. Wird eine flachebene Schleifscheibe in Verbindung mit einem Druckluftmotor benutzt und mit 12000 U/min angetrieben, so ergibt sich bei Rohren aus unlegiertem Stahl mit 3/8" Wandstärke und 2" Innendurchmesser für die Herstellung einer Fase ein erforderlicher Zeitaufwand von 1 Stunde bis 1 1/2 Stunden, wobei zwei oder drei derartiger flachebener Schleifscheiben verbraucht werden. Benutzt man hingegen die erfindungsgemäße Schleifvorrichtung mit gleichen Parametern, so kann die gewünschte Fase innerhalb von 15 Minuten und mit nur einer einzigen notwendigen Schleifscheibe hergestellt werden.

Zwar ist die Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles erläutert worden. Es versteht sich jedoch,

daß verschiedenartige Änderungen und Abwandlungen im Rahmen der Erfindung liegen.

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Claims

DlPL-ING. H. FINK PATENTANWALT ■ D 7300 ESSLINGEN BEI STUTTGART · HINDENBURGSTRASSE

Potentanwalt Fl N K - O 7'iOO Eislingen (Neckar), Hlndenburgstroßc 44

6. März 1979 P 6509

Myung Sung Kim, Windgap, Pennsylvania 18091, Vereinigte Staaten von Amerika

Patentansprüche

1. .Tragbare Schleifvorrichtung zum Anfasen der Enden metallischer

Rohre, gekennzeichnet durch eine aus miteinander gebundenen Schleifpartikeln gebildete Schleifscheibe (12), die eine flache kreisförmige Grundplatte (28) und einen Kegelstumpfteil (34) aufweist, der sich mit seinem im Durchmesser kleineren Ende an den Umfang der Grundplatte (28) anschließt und im übrigen davon weg erstreckt und der eine innere Schleiffläche (36) aufweist, die unter einem Winkel von insbesondere etwa 37,5° gegenüber der Mittelachse der Grundplatte (28) geneigt verläuft und zur Aufnahme des Rohrendes darin zu dessen Anfasen bei Berührungskontakt und Umlauf ausgebildet ist, durch einen die Schleifscheibe (12) mit einer Drehzahl von mindestens 10000 U/min antreibenden Antrieb (14) und durch einen an der Grundplatte (28) angreifenden und die Schleifscheibe (12) mit dem Antrieb (14) kuppelnden Verbinder (20, 58, 60).

2. Schleifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schleiffläche (36) der Schleifscheibe (12) mehrere erhabene, überstehende Teile (40 - 47) aufweist, die in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnet sind.

S0S83S/07SS

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3. Schleifvorrichtung nach Anspruch 2, d. adurch g e -

k e η η ζ e i c h η e t , daß die erhabenen, überstehenden Teile C40 - 47) im wesentlichen trapezförmig gestaltet sind und sich von der Grundplatte (28) zum Ende des Kegelstumpfteiles (34) erstrecken.

4. Schleifvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erhabenen, überstehenden und im wesentlichen trapezförmigen Teile (40 - 47) mit ihren schmaleren Enden der Grundplatte (28) benachbart sind.

5. Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß acht derartiger erhabener, überstehender Teile (40 - 47) vorgesehen s i η d .

6. Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder erhabene, überstehende Teil (40 - 47) eine flache Kopffläche (48) und zwei flache Seitenflächen (50, 52) aufweist, die unter einem rechten Winkel zur Kopffläche (48) verlaufen und mit letzterer im Kantenbereich jeweils eine Schneidkante bilden.

7. Schleifvorrichtung nach einem der.Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsdicke der Grundplatte (28) und des Kegelstumpfteiles (34) im Bereich der erhabenen, überstehenden Teile (40 - 47) im wesentlichen gleich groß ist.

8. Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb aus einem Druckluftmotor (14) besteht.

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