NO318972B1 - Anordning for oppfangning og fjerning av partikler, gasser og annen forurensning fra en vinkelsliper. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører vinkelslipere, mer spesifikt en anordning for innfanging og fjerning av høyhastighetspartikler utstøtt fra en vinkelsliper.

Vinkelslipere er et håndverktøy som er vanlig brukt i industri for, blant andre ting, kutting og avgrading av metalliske materialer så som stålbjelker, staver og dets like. En typisk vinkelsliper omfatter et langstrakt motorhus som har el håndtak som stikker vinkelrett ut til siden nær den fremre enden av huset. En drivaksel kobler motoren til et slipehjul som er lokalisert ved den fremre enden av verktøyet, slik at omtrent en halvdel av hjulet strekker seg forbi fronten av motorhuset. Et hjuldeksel i form av en halvsirkel dekker vanligvis den distale halvdelen av slipehjulet. Slipehjulet er i seg selv formet som en tynn skive, og er laget av et herdet materiale. Andre typer skiver for forskjellige bruksområder inkluderer en noe tykkere skive for pussing, en såkalt "flap dise" for finere pussing/polering, og en stålbørste type skive.

Ved kutteoperasjoner anvender operatoren den proksimale kanten av det raskt roterende hjulet til å kutte gjennom eller avgrade et arbeidsstykke, så som et stykke av metall. Når hjulet kommer i kontakt med arbeidsstykket blir et regn av glødende gnister og biter utstøtt fra kanten av hjulet ved ekstremt høy hastighet. Disse glødende gnistene representerer en risiko for ildspåsettelse, og metallpartikler og andre biter av produksjonsavfall kan bli kastet lange distanser, og utgjøre et sikkerhetsproblem for andre arbeidere. Kutteoperasjonen og operasjoner utført med andre typer skiver danner også store mengder gasser og støv, som utgjør et alvorlig helseproblem spesielt i innelukkede arbeidsforhold.

Så langt har det ikke blitt funnet en effektiv anordning for innfanging og fjerning av gnistene, bitene, gasser og støv fra en vinkelsliper. Mens det har vært gjort innsats for å fjerne støv fra andre typer verktøy så som planslipemaskiner (Eng: orbital sanders and grinders), vil støvfjerningsanordningene assosiert med disse verktøyene være ineffektive for det her beskrevne problem.

Et typisk eksempel på tidligere kjente støvsamlingsanordninger kan bli funnet i US-patent 5,531,639. Denne og lignende anordninger beskriver generelt støvsamlingssystemer for pusseverktøy. Slike verktøy anvender den nedre, flate overflaten av en roterende skive for å slipe overflaten av et arbeidsstykke, så som et stykke tre. Støv samler seg på arbeidsstykket i nærheten av verktøyet, og turbulens fra den roterende skiven forårsaker at støvet stiger opp i luften. Slike støvsamlingsanordninger fremskaffer generelt et middel for å danne et innsugningskammer eller en sone med negativt trykk lokalisert rett over skiven. Skiven blir ofte perforert for å tillate at støvet blir sugd opp inn i dette kammeret eller sonen.

Fordi slike verktøy anvender overflaten av pusseskiven, istedenfor kanten slik som en vinkelsliper, blir ikke partikler utstøtt ved høy hastighet. Derfor vil et innsugningskammer lokalisert over skiven ikke være i stand til å fange partikler som ble utstøtt tangentialt fra kanten av et slipehjul.

En videre ulempe med tidligere kjente anordninger er at kjente støvfjerningsanordninger er en integrert del av selve verktøyet. Kostnadsmessig ville det være umulig for firmaer å erstatte alle deres eksisterende vinkelslipere med slike som har et integrert støvfjerningssystem. Det ville også være uoverkommelig kostnadskrevende for produsenter å redesigne eksisterende vinkelslipermodeller for å få et integrert støvfjerningssystem slik som det fra US 5,531,639.

Av tidligere kjent teknikk kan også nevnes GB-A 1391373, EP-B 1053829, og DE-A 10130063. Disse publikasjonene beskriver innretninger for avsuging av spon fra en vinkelsliper omfattende en skjer som er anbrakt en stor del av slipehjulet. Imidlertid kan ikke disse anordningene ettermonteres på eksisterende vinkelslipere. Videre har disse anordninger en utforming hvor skjermen ville komme i konflikt med arbeidskanten av slipehjulet.

Det eksisterer dermed et behov for en anordning som kan fange og tjerne høyhastighetspartikler utstøtt fra vinkelslipere, og som kan bli ettermontert til nær sagt alle eksisterende modeller av vinkelslipere. Det er viktig at en slik anordning utfører denne funksjonen uten å komme i konflikt med arbeidskanten av slipehjulet.

Foreliggende oppfinnelse overvinner de over beskrevne problemene ved å fremskaffe et buet innsamlingsdeksel som kan bli festet til hjuldekselet av så og si en hvilken som helst standard vinkelsliper. Innsamlingsdekselet festes ved anvendelse av en bolt-og-fjær-anordning, som tillater dekselet å beveges i forskjellige retninger, og dermed forhindrer at dekselet kommer i konflikt med arbeidskanten av slipehjulet. Gnister og partikler som utstøtes fra slipehjulet fanges inn av dekselet og ledes til en åpning ved dekselets distale ende. En intern ribbe fører partiklene mot åpningen, hvor det er montert en miniatyravsugningsanordning. Avsugningsanordningen anvender trykkluft for å danne et vakuum, i henhold til venturiprinsippet, som fjerner partiklene gjennom en avløpsslange til et filter eller andre egnede innsamlingssystemer. I henhold til en utførelse av oppfinnelsen blir utløpsluften fra en pneumatisk vinkelsliper omdirigert til avsugningsanordningen for å danne vakuumet. I henhold til en annen utførelse av oppfinnelsen blir en ekstern lufttilførsel koblet til avsugningsanordningen, så som i tilfellet av en elektrisk vinkelsliper.

Oppfinnelsen vil bli beskrevet i detalj med referanse til de følgende figurer, hvor:

Fig. 1 er et fotografi av en arbeider som anvender en vinkelsliper.

Fig. 2 er et perspektivriss av anordningen i henhold til oppfinnelsen montert på en elektrisk vinkelsliper.

Fig. 3 er risset fra fig. 2 vist fra en annen vinkel.

Fig. 4 er en splittegning av fig. 2 og 3.

Fig. 5 er et perspektivriss av innsamlingsdekselet.

Fig. 6 er et perspektivriss av innsamlingsdekselet, monteringsbolter, fjærer og avsugningsanordning. Fig. 7 og 8 er tverrsnittriss fra oven av innsamlingsdekselet og utstøtningsanordningen. Fig. 9 er et perspektiv tverrsnittriss av innsamlingsdekselet og utstøtningsanordningen. Fig. 10 er et splittegnet tverrsnittriss av innsamlingsdekselet og utstøtningsanordningen. Fig. 11 er et perspektivriss av anordningen i henhold til oppfinnelsen montert på en pneumatisk vinkelsliper.

Fig. 12 er et perspektivriss av trykkluftavlederen.

Fig. 13 er et perspektivriss fra fig. 11 vist fra en annen vinkel.

Fig. 14 er et perspektivriss av gnister som blir utstøtt fra et slipehjul.

Fig. 15 er et perspektivriss av gnistene fra fig. 14 som blir innsamlet av anordningen i henhold til oppfinnelsen.

Problemet som den foreliggende oppfinnelsen forsøker å løse er grafisk representert på fig. 1, som viser en industriarbeider som anvender en vinkelsliper for å skjære gjennom et stålarbeidsstykke. Slik det kan ses på i figuren produserer kutteoperasjonen en dusj av glødende gnister og avfall som kastes langt fra vinkelsliperen. Som man forstår representerer dette en vesentlig helse- og sikkerhetsrisiko.

Fig. 1, 2 og 3 viser anordningen i henhold til ett trekk av oppfinnelsen montert på en elektrisk drevet vinkelsliper 20. Vinkelsliperen 20 omfatter generelt et langstrakt motorhus 22, et slipehjul 24, hvis arbeidskant strekker seg forbi den proksimale enden av motorhuset 22, og et halvsirkulært hjuldeksel 26 som dekker den distale halvdelen av slipehjulet 24.

Anordningen i henhold til oppfinnelsen omfatter et buet innsamlingsdeksel 28, hvis form generelt kan beskrives som en konkav øse som har en øvre overflate, en buet ytre periferi og en nedre overflate. Slik det ses på fig. 5 og 6 er den indre kanten av nevnte nedre overflate vesentlig tynnere enn innsidekanten av den øvre overflaten, hvor nevnte nedre overflate faktisk er konisk slik at den innvendige kanten av den nedre overflaten er relativt skarp. Denne tynnere kanten forhindrer gnister fra å rikosjere av kanten.

Dekselet 28 har to monteringshull 30 nær den distale, indre kanten av dets øvre overflate som det er vist på fig. 5. Nevnte deksel 28 kan bli montert til nær sagt hvilken som helst modell vinkelsliper ved å anvende dekselet 28 som et templat for å bore to korresponderende monteringshull 30 i hjuldekselet 26 slik som vist på fig. 4. Som det kan forstås fra fig. 6 er dekselet 28 fleksibelt montert til hjuldekselet 26 ved å føre to monteringsbolter 32 opp gjennom hullene 30 i henholdsvis hjuldekselet 26 og innsamlingsdekselet 28. To fjær 34 er plassert aksialt over boltene 32, og strammet ved to muttere 36. Diameteren til hullene 30 er fortrinnsvis større enn diameteren til boltene 32 for å tillate dekselet 28 å bevege seg i forhold til hjuldekselet 26 når trykk blir påført til nevnte deksel, f.eks. når en arbeider presser dekselet mot et arbeidsstykke.

Slik det kan bli sett på fig. 2 og 3 er dekselets 28 bueform utformet slik at en del av slipehjulet 24 er på innsiden av det indre rommet definert av øvre og nedre overflater av dekselet 28, og lengden av dekselet 28 er slik at den proksimale enden av dekselet strekker seg omtrent samme distanse fra motorhuset 22 som den proksimale enden av slipehjulet. Dekselet er derfor i stand til å fange inn gnister og avfall kastet fra slipehjulet, mens det samtidig ikke kommer i konflikt med arbeidskanten av slipehjulet, slik vist i fig. 14 og 15.

Med referanse til fig. 5 og 6 kan det ses at dekselet 28 videre omfatter en intern ribbe 38, som vinkler seg bakover mot en avgasshylse 40, lokalisert ved den distale enden av dekselet 28. Et hull 42 strekker seg gjennom den øvre overflaten av dekselet 28 og inn i det indre av hylsen 40, slik som vist på fig. 5. Den proksimale kanten av avgasshylsen 40 er avrundet for å redusere støynivå, og for å minimalisere turbulens.

Slik som vist på fig. 4, 6, 7, 8, 9 og 10 er en miniatyravsugningsanordning montert konsentrisk i avgasshylse 40. Avsugningsanordningen omfatter et sylindrisk innstikk 44 som har en konisk distal ende og en gjenget sylindrisk plugg 46, som har en konkav proksimal åpning. Den indre hellingen til den konkave proksimale åpningen av pluggen 46 er lik helningen til den konkave distale ende av innstikket 44. Lengden av legemet av pluggen 46 er designet slik at, når innstikket 44 og pluggen 46 er innstilt på linje inne i hylsen 40, er den koniske distale enden av innstikket 44 litt konsentrisk med den konkave proksimale enden av pluggen 46 slik som vist på fig. 7 og 8, og danner dermed en ringformet åpning 48. Nevnte åpning 48 er dermed vinklet i retningen vekk fra det indre av dekselet 28.1 et foretrukket utførelseseksempel er helningen av den koniske enden av innstikket 44 og den konkave proksimale enden av pluggen 46 omtrent 60°, og den ringformede åpningen 48, hvis størrelse justeres ved å skru inn eller ut pluggen 46, er mellom 0,5-1,0 mm.

Slik som vist på fig. 4 og 7 er en vinklet kobler 50 festet til hullet 42. En første universalkobling 52 er festet til kobleren 50, og en andre universalkobling 54 er festet til pluggen 46. En slange for trykkluft 56 er koblet til universalkoblingen 52 og en avgasslange 58 er koblet til universalkoblingen 54. Når trykkluft er ført gjennom slangen 56, blir det produsert en venturieffekt av luften som passerer gjennom åpningen 48. Denne effekten produserer et vakuum som trekker luft fra det indre av innsamlingsdekselet 28 inn i hylsen 40 og ut gjennom avgasslangen 58.

I henhold til en annen utførelse av oppfinnelsen, slik som vist på fig. 11, er avgassluften fra en pneumatisk drevet vinkelsliper 60 avledet og anvendt for å drive avsugningsanordningen.

En typisk pneumatisk vinkelsliper omfatter en motor drevet av trykkluft levert via en trykkluftslange 62. En operatør trykker ned et håndtak 64 for å slippe inn luftstrømmen som driver verktøyet. Utslippsluft som returnerer fra motoren går ut gjennom den distale enden av sliperen gjennom en ringformet port (ikke vist) gjennom hvilket senter luftslangen 62 passerer. I slike slipere omgir en lufttett ytre kappe (ikke vist) luftslangen 62. Denne kappen er koblet til den ringformede porten, slik at utslippsluften ledes vekk i mellomrommet mellom luftslangen 62 og kappen.

I henhold til det foreliggende trekk av oppfinnelsen blir luftslangen 62 frakoblet fra sliperen og kappen som normalt er konsentrisk anordnet rundt luftslangen 62 blir fjernet. Istedenfor kappen blir en koppformet avlederdel 66 festet til den distale enden av sliperen. Luftslangen 62 blir ført gjennom et hull i basen av avlederdelen 66 og koblet til sliperen igjen. En Uten O-ring 68 sikrer en lufttett forsegling mellom luftslangen og avlederdelen, mens en stor O-ring 70 sikrer en lufttett forsegling mellom avlederdelen og motorhuset til sliperen. En avgassport som har en nippel 72 er lokalisert på sideveggen av avlederdelen. En tilkoblingsslange 74 strekker seg fra nippelen 72 til den første universalkoblingen 52. Siden påkrevet luftstrømhastighet for å drive vinkelsliperen er vesentlig større enn det som trengs .for å drive avsugningsanordningen, er en avløsningsventil 76 lokalisert på basen av avlederdelen 66.

Ved bruk justerer operatøren posisjonen til hjuldekselet 26 slik at gnistene som sendes ut fra slipehjulet går inn i dekselet 28. Sentrifugalkrefter hjelper til med å lede partiklene rundt buen av dekselet og bakover mot avgasshylsen 40. Fordi avsugningsanordning er lokalisert i den umiddelbare nærhet av de partiklene kommer ut av dekselet, er mindre vakuum påkrevd enn det som ellers ville vært nødvendig, noe som dermed reduserer støynivået til anordningen. Dette vakuumet er allikevel tilstrekkelig til å danne et vakuum som strekker seg til arbeidskanten av slipehjulet, som trekker vekk gasser og andre partikler som ikke kastes direkte inn i dekselet.

Fordi anordningen i henhold til oppfinnelsen er i stand til å bli montert til nær sagt en hvilken som helst modell av vinkelsliper, kan oppfinnelsen fordelaktig tilveiebringes som ekstrautstyr som enkelt kan settes sammen av sluttbrukeren.

Claims (8)

1. Anordning for innfanging av partikler og avfall utstøtt fra en vinkelsliper (20), hvor nevnte sliper er av typen som omfatter et langstrakt motorhus (22), en slipeskive (24) som strekker seg fremover i forhold til motorhuset (22), og et halvsirkelformet hjuldeksel (26) som dekker omtrent den distale halvdelen av slipehjulet (24), der anordningen utnytter et vakuum dannet av trykkluft for å fjerne partikler og avfall gjennom en avgasslange (58), karakterisert ved at anordningen omfatter: - et innsamlingsdeksel (28) dannet i form av en konkav øse som har en øvre flat overflate, en nedre flat overflate og en buet ytre omkrets, hvor nevnte øvre overflate, nedre overflate og buede ytre omkrets definerer et hult indre hulrom, idet lengden av dekselet (28) er slik at den proksimale enden av dekselet (28) strekker seg nesten like langt frem mot emnet som skal bearbeides som slipehjulet (24) slik at avslip fanges opp, - midler for fleksibel festing av den øvre overflaten av dekselet (28) til hjuldekselet (26) slik at dekselet (28) er i stand tii å beveges i forhold til hjuldekselet (26) i respons til trykk påført til dekselet (28), og videre slik at et parti av slipehjulet (24) er lokalisert innenfor det indre hulrommet av dekselet (28), - en sylindrisk avgasshylse (40) lokalisert på innsiden av det indre hulrommet ved den distale enden av dekselet (28), - en intern ribbe (38) lokalisert ved den distale enden av dekselet (28) på innsiden av den nedre flate overflaten, idet ribben strekker seg fra kanten av nevnte nedre overflate til avgasshylsen (40), og ribben samarbeider med hjuldekselet (26) for i det vesentligste å lukke den distale enden av dekselet (28) mellom hylsen (40) og hjuldekselet (26), og - en avsugningsanordning lokalisert konsentrisk på innsiden av hylsen (40), til hvilken avsugningsanordning det er festet en avgasslange (58) og en trykkluftslange (56), nevnte avsugningsanordning er i stand til å danne et vakuum på innsiden av dekselet (28) som et resultat av tilførsel av trykkluft i henhold til venturiprinsippet, slik at partikler utstøtt fra kanten av slipehjulet (24) slår imot innsiden av dekselet (28) og blir ledet av sentrifugalkraften rundt det nevnte dekselets buede omkrets mot ribben (38), som leder slike partikler mot avgasshylsen (40), hvor slike partikler og annet avfall blir fjernet av vakuumet dannet av avsugningsanordningen.

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at midlet for fleksibel festing av øvre overflate av dekselet (28) til hjuldekselet (26) omfatter: - ett eller flere monteringshull (30) som har passasje gjennom den øvre overflaten av dekselet (28), - korresponderende monteringshull (30) som har passasje gjennom hjuldekselet (26), - én eller flere bolter (32) som føres oppad gjennom hullene (30) i henholdsvis hjuldekselet (26) og dekselet (28), hvor nevnte bolter er av tilstrekkelig lengde slik at boltene stikker ut over dekselet (28), - én eller flere fjærer (34) plassert konsentrisk over den fremstikkende delen av boltene (32), og - én eller flere muttere (36) som blir skrudd på boltene (32) slik at de delvis sammentrykker fjærene (34) mellom boltmutterne (36) og den øvre overflaten av dekselet (28).

3. Anordning i henhold til krav 2, karakterisert ved at tykkelsen av den nedre overflaten av dekselet (28) er konisk mot kanten.

4. Anordning i henhold til krav 3, karakterisert ved at et hull (42) passerer gjennom dekselet (28) inn i det indre av hylsen (40), og at avsugningsanordningen lokalisert på innsiden av hylsen (40) er omfattet av et sylindrisk innstikk (44) som har en konisk distal ende, og en gjenget sylindrisk plugg (46) som har en konkav proksimal åpning, hvor nevnte plugg blir skrudd inn i en gjenget distal ende av hylsen (40) bak innstikket (44) slik at den koniske distale enden av innstikket (44) er posisjonert noe på innsiden av den konkave proksimale åpningen av pluggen (46), og danner dermed en ringformet åpning (48) vinklet vekk fra det indre hulrommet av dekselet (28).

5. Anordning i henhold til krav 4, karakterisert ved at helningene til den koniske enden av innstikket (44) og den konkave åpningen av pluggen (46) er ekvivalente, og er mellom 50 og 70", og at bredden av den ringformede åpningen (48) er mellom 0,5 og 1,0 mm.

6. Anordning i henhold til krav 5, karakterisert ved at luftslangen (56) er koblet til en universalkobling (52) som i sin tur er koblet til en vinklet kobling (50) som er festet til et hull (42), og videre ved at avgasslangen (58) er festet til en universalkobling (54) som er koblet til pluggen (46).

7. Anordning i henhold til hvilket som helst av kravene 1 -6, karakterisert ved at vinkelsliperen (20) er en pneumatisk drevet vinkelsliper og at trykkluften som leveres til avsugningsanordningen er forsynt av midler for avledning av utløpsluft fra sliperen til avsugningsanordningen.

8. Anordning i henhold til krav 7, karakterisert ved at midler for avledning av utløpsluft til avsugningsanordningen omfatter: - en koppformet avlederdel (66) som har et hull i dets base, hvor nevnte avlederdel blir størrelsestilpasset til å passe over den distale enden av motorhuset (22) av vinkelsliperen, hvor nevnte vinkelsliper er av typen som har en utløpsport som kommer ut fra den distale enden, - en O-ring (68) lokalisert på innsiden av nevnte hull i fundamentet til avlederdelen (66), hvor nevnte O-ring (68) er størrelsestilpasset til å danne en lufttett forsegling rundt en luftslange (62) som passerer gjennom hullet, - en O-ring (70) lokalisert på innsiden av den interne leppen av avlederdelen (66) og størrelsestilpasset for å danne en lufttett forsegling mellom avlederdelen (66) og motorhuset (22), - en nippel (72) som strekker seg fra en åpning i sideveggen av avlederdelen (66), - en koblingsslange (74) festet mellom nippelen (72) og universalkoblingen (52), og - en avlastningsventil (76) designet til å slippe ut trykkluft som er i overskudd i forhold til det som trengs for å drive avsugningsanordningen.