PL175019B1

PL175019B1 - Sposób wykonywania gwintowanych otworów oraz narzędzie i urządzenie do wykonywania gwintowanych otworów

Info

Publication number: PL175019B1
Application number: PL94310658A
Authority: PL
Inventors: Douglas John Wheatley
Original assignee: Douglas John Wheatley
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1994-03-17
Publication date: 1998-10-30
Also published as: ES2113091T3; EP0689488A1; GB9305557D0; AU681632B2; EP0689488B1; PL310658A1; AU6216794A; WO1994021409A3; WO1994021409A2; US5615981A; DE69407172D1; ATE160716T1; NZ262477A; DE69407172T2

Abstract

5. Urzadzenie do wykonywania gwintowanych otworów, zwlaszcza w scianach zbiorników i ich po- krywach, wyposazone w stojak z kolami jezdnymi, znamienne tym, ze jest wyposazone w zespól prze- suwny (20) zawieszony na lince (17) polaczonej z wciagarka (18) zamocowana do masztu (14) stojaka wyposazonego we wspornik (24) i zaopatrzony w dzwignie dwuramienna (41) umieszczona w szczeli- nie gwintowanego trzpienia (38) oraz w mechanizm napedowy narzedzia zespolonego (50,55,60) zlozony z zamocowanego na ramie (43) silnika hydraulicznego (21) napedzajacego wal (22), do którego jest mocowa- ne narzedzie zespolone (50, 55,60). F I G . 1 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonywania gwintowanych otworów, zwłaszcza w ściankach zbiorników i ich pokrywach.

Przedmiotem wynalazku jest również narzędzie oraz urządzenie do wykonywania gwintowanych otworów, zwłaszcza w ścianach zbiorników i ich pokrywach.

175 019

Podziemne zbiorniki na paliwo, wykonane są zwykle ze stali lub ze zbrojonego tworzywa sztucznego i umieszczone są poniżej poziomu gruntu, przy czym w górnej części są zaopatrzone w zakończony kołnierzem występ, z przymocowaną do niego pokrywą zamykającą szczelnie zbiornik. Przewody służące do napełniania i opróżniania zbiornika, jak również do pomiaru poziomu jego napełnienia, najczęściej przechodzą przez otwory w pokrywie i łączą się z układem przewodów umieszczonym w podziemnej komorze. W niektórych rozwiązaniach zbiorników, stalowa pokrywajest zaopatrzona w otwory z osadzonymi w nich i przyspawanymi nagwintowanymi tulejami, które umożliwiają przyłączanie do zbiornika niezbędnych przewodów i łączenie ich z przewodami prowadzącymi do jego wnętrza.

W celu zmniejszenia ryzyka przepełnienia zbiornika, instaluje się odpowiednie systemy alarmowe, co wiąże się często z koniecznością wykonania dodatkowego otworu w pokrywie. W dotychczasowych rozwiązaniach zbiorników paliwowych przeprowadzenie operacji wiercenia i gwintowania otworów na terenie stacji paliw jest ryzykowne, wobec czego wymaga najczęściej demontażu i wykonanie nagwintowanych otworów poza zbiornikiem. Po wykonaniu otworów pokrywę ponownie mocuje się na zbiorniku, a cały zbiornik poddaje się wodnej próbie ciśnieniowej, po czym opróżnia się go z wody. W przypadku wykonywania gwintowanych otworów w samym zbiorniku, dla uniknięcia ryzyka powstania pożaru lub wybuchu, niezbędne staje się opróżnienie zbiornika z paliwa oraz przepłukanie go wodą w celu usunięcia oparów. Operacje te pochłaniają oczywiście wiele czasu i mogą być wykonywane tylko przez specjalnie przygotowany personel.

Z japońskiego opisu patentowego nr JP-A-57184658 znana jest głowica frezerska połączona z wiertłem służącym do współosiowego nawiercania otworu o mniejszej średnicy, rozszerzanego następnie przez głowicę, przy czym cała operacja wiercenia i frezowania wykonywana jest w atmosferze oparów wypełniających zbiornik. Zatem zastosowanie tego narzędzia do wykrawania otworów w ścianach i pokrywach zbiorników paliw jest zbyt niebezpieczne.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu, narzędzia i urządzenia do wykonywania gwintowanych otworów w ścianach i pokrywach zbiorników, zwłaszcza paliw, bez konieczności opróżniania zbiorników z paliwa lub demontażu pokrywy.

Sposób wykonywania gwintowanych otworów, zwłaszcza w ścianach zbiorników i ich pokrywach, przez kolejne wykonywanie otworu, jego rozwiercania, a następnie gwintowanie trój sekcyjnym gwintownikiem, według wynalazku, polega na tym, że wycina się pierścieniowy otwór za pomocą freza rurowego z zębami czołowymi stanowiącego część narzędzia zespolonego, następnie rozwierca się ten otwór za pomocą rozwiertaka, stanowiącego środkową część narzędzia zespolonego i gwintuje się go za pomocą trójsekcyjnego gwintownika, będącego górną częścią narzędzia zespolonego, przy czym w obszarze skrawania utrzymuje się atmosferę obojętną przez doprowadzanie do tego obszaru gazu obojętnego o gęstości większej niż gęstość powietrza.

Narzędzie do wykonywania gwintowanych otworów, zwłaszcza w ścianach zbiorników i ich pokrywach, według wynalazku, stanowi narzędzie zespolone złożone z rurowego freza z zębami czołowymi, połączonego za pomocą czopa napędowego osadzonego w otworze górnej ścianki freza rurowego z rozwiertakiem oraz ze stanowiącym z nim jedną całość trójsekcyjnym gwintownikiem. Pomiędzy rozwiertakiem a frezem rurowym znajduje się elastyczna podkładka.

Narzędziejest wyposażone w otaczającą go osłonę w postaci fałdowanego rękawa, którego dolne obrzeże jest zaopatrzone w pierścień uszczelniający z przelotowym otworem do doprowadzania gazu obojętnego, zaś górne obrzeże jest szczelnie osadzone we wsporniku.

Urządzenie do wykonywania gwintowanych otworów, zwłaszcza w ścianach zbiorników i ich pokrywach, wyposażone w stojak z kołami jezdnymi, według wynalazku, jest wyposażone w zespół przesuwny zawieszony na lince po łączonej z wciągarką zamocowaną do masztu stojaka wyposażonego we wspornik i zaopatrzony w dźwignię dwuramienną umieszczoną w szczelinie gwintowanego trzpienia oraz w mechanizm napędowy narzędzia zespolonego, złożony z zamocowanego na ramie silnika hydraulicznego napędzającego wał, do którego jest mocowane narzędzie zespolone.

Zespół przesuwny jest zaopatrzony w zawieszoną na lince płytę górną mocowaną w nastawionym położeniu za pomocą kołków w otworach prowadnic stojaka oraz w połączoną z

175 019 nią za pomocą prętów zawieszonych na sprężynach płytę dociskową, przy czym gwintowany trzpień jest osadzony przesuwnie w otworach obydwu płyt.

Rama mechanizmu napędowego jest połączona z gwintowanym trzpieniem za pośrednictwem ułożyskowanej w niej nakrętki nakręconej na ten trzpień i połączonej z pokrętłem.

Wspornik stojaka jest wyposażony w wystające na zewnątrz, teleskopowe ramiona zakończone elastycznymi dociskami.

Przy wykonywaniu gwintowanych otworów w zbiornikach paliwowych sposobem według wynalazku wyeliminowane jest niebezpieczeństwo powstania pożaru lub wybuchu, ponieważ skrawanie jest wykonywane w atmosferze gazu obojętnego, a ponadto zastosowany do wycięcia pierścieniowego otworu frez rurowy z zębami czołowymi, zamiast stosowanego dotychczas wiertła zmniejsza ryzyko iskrzenia i nadmiernego ogrzewania. Dzięki elastycznemu połączeniu freza rurowego z rozwiertakiem i gwintownikiem zmniejszono do minimum tendencję skrzywienia lub odchylenia osi wykonywanego otworu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do wykonywania gwintowanego otworu, w widoku z boku, fig. 2 - zespół przesuwny urządzenia według fig. 1, w widoku z przodu, fig. 3 - narzędzie zespolone do wykonywania gwintowanych otworów, w przekroju osiowym, fig. 4 - górną część osłony narzędzia, w widoku z przodu z częściowym przekrojem osiowym, a fig. 5 - otwór w cienkościennym zbiorniku, z osadzoną w nim tuleją redukcyjną, w przekroju.

Urządzenie 10 do wykonywania gwintowanych otworów (fig. 1) składa się ze stojaka, stanowiącego jego konstrukcję nośną, z zespołu przesuwnego 20, narzędzia zespolonego oraz z mechanizmu napędowego narzędzia.

Stojak urządzenia składa się z masztu 14 zakończonego u dołu wspornikiem 24, zaś u góry połączonego za pomocą ramienia 15 z dwiema pionowymi prowadnicami 16. W ramieniu 15 są ułożyskowane dwa krążki 19. Maszt 14 jest ponadto wyposażony w swej dolnej części w koła jezdne, natomiast w części środkowej jest do niego przymocowana wciągarka 18, połączona linką 17 przerzuconą przez krążki 19 z zespołem przesuwnym 20, przesuwnym wzdłuż prowadnic ' 16. W dolnej części zespołu przesuwnego 20, znajduje się połączony z nim za pomocą gwintowanego trzpienia 38 mechanizm napędowy narzędzia zespolonego. Mechanizm ten, zamocowany w ramie 43 jest wyposażony w silnik hydrauliczny 21 (fig. 2), z którego wałem połączony jest wydrążny wał napędowy 22, do którego końca jest mocowane narzędzie zespolone do wykonywania gwintowanych otworów w ścianie lub pokrywie zbiornika. Narzędzie to jest otoczone elastyczną, fałdowaną osłoną 23, której dolne obrzeże opiera się o ścianę 11, zaś górne obrzeże jest szczelnie osadzone we wsporniku 24 stojaka (fig. 4). Wspornik 24 jest wyposażony w teleskopowe, promieniowo wysuwne ramiona 25, z elastycznymi dociskami 26 umożliwiającymi rozpieranie ramion we włazie 13 zbiornika.

Zespół przesuwny 20 (fig. 2) składa się z płyty górnej 30 połączonej z uchem zawieszonym na lince 17, unieruchamianej w nastawionym położeniu za pomocą kołków wprowadzanych w otwory 31 prowadnic 16 stojaka. Pod płytą górną 30 jest umieszczona płyta naciskowa 32 zaopatrzona w umieszczone przesuwnie w tulejach 34 tej płyty 30 pręty ustalające 33, które umożliwiają równoległe, osiowe przesuwanie się płyty naciskowej 32 względem płyty 30. Ponadto płyta naciskowa 32 jest zaopatrzona w prostopadłe do niej pręty 35 przechodzące przez otwory w płycie górnej 30 i podparte na sprężynach 37 umieszczonych wewnątrz osłon 36, utrzymujące tą płytę 32 w stanie zawieszonym. We współosiowych otworach płyty górnej 30 i płyty naciskowej 32 jest ponadto osadzony przesuwnie gwintowany trzpień 38, zaopatrzony nad płytą górną w podłużną szczelinę, w której jest osadzona jednoramienna dźwignia 41. W swej dolnej części trzpień 38 jest zaopatrzony w gwint, wkręcony w nakrętkę 42, zamocowaną w ramie 43 mechanizmu napędowego 20 i połączoną z pokrętłem 44. Na ramie 43 jest ponadto zamontowany wspomniany poprzednio silnik hydrauliczny 21, którego wał jest połączony z wydrążonym wałem 22 oraz ślizgacze 46 przesuwające się wzdłuż prowadnic 16.

Narzędzie zespolone do wykonywania gwintowanych otworów w ścianie 11 zbiornika lub w jego pokrywie składa się z freza rurowego 50 z zębami czołowymi 51, od góry zamkniętego ścianką 52 z kwadratowym otworem, w którym jest osadzony kwadratowy czop napędowy 53 z kołnierzem 54 podtrzymującym od dołu frez rurowy 50 (fig. 3). Czop napędowy 53 jest

175 019 połączony z gwintownikiem 55 za pośrednictwem sprężystej podkładki 56. Ponadto wewnątrz freza rurowego 50 jest zawieszony za pomocą łańcucha 58 magnes 54 utrzymujący wycięty, przez frez, ze ściany 11 krążek metalu, zapobiegając jego wpadnięciu do środka zbiornika. Gwintownik 55 zaopatrzony w śrubowy rowek 59 składa się z czterech sekcji. Dolna sekcja gwintownika 55 stanowi rozwiertak 60, nad nią znajduje się sekcja 61 wstępnego skrawania, sekcja środkowa 62 oraz sekcja wykańczająca 63. Na swym górnym końcu gwintownik 55 jest zaopatrzony w króciec 64 (fig. 3) przeznaczony do osadzania narzędzia zespolonego w wale napędowym 22.

Elastyczna, szczelna osłona 23 ma postać fałdowanego rękawa otaczającego szczelnie narzędzie zespolone 50, 55, 60 zaopatrzonego na dolnym końcu w pierścień uszczelniający 65 przylegający do ściany 11 lub pokrywy zbiornika. Pierścień uszczelniający 65 jest zaopatrzony w przelotowy, promieniowy otwór 66, służący do doprowadzania do obszaru skrawania gazu obojętnego, na przykład azotu lub dwutlenku węgla. Górne obrzeże osłony 23 jest, jak już wspomniano, szczelnie osadzone we wsporniku 24 połączonym z promieniowymi, teleskopowymi ramionami, dzięki czemu może się obracać względem wału napędowego.

W szczególnym przypadku wykonywania gwintowanego otworu w ścianie 11 zbiornika, której grubość nie jest wystarczająco duża, aby uzyskać odpowiednią liczbę zwojów gwintu, stosuje' się tuleję redukcyjną przedstawioną na fig. 5. W ścianie 11 zbiornika wykonuje się wówczas sposobem według wynalazku, otwór z gwintem drobnozwojowym 72, w który wkręca się stopniową tuleję redukcyjną 70. Tuleja ta ma w dolnej części 71 zewnętrzny gwint drobnozwojowy 72, którym wkręca się ją w gwintowany otwór ściany 11 zbiornika, a ponadto wewnętrzny gwint grubozwojowy 73, służący do połączenia jej z przewodami zewnętrznymi i wewnętrznymi. Tuleja redukcyjna jest ponadto zaopatrzona w uszczelkę 74, dociskaną po jej wkręceniu do zewnętrznej powierzchni ściany 11 zbiornika.

Istota sposobu wykonywania gwintowanych otworów, zwłaszcza w ścianach 11 podziemnych zbiorników lub w ich pokrywach, polega na tym, że wycina się pierścieniowy otwór za pomocą freza rurowego 50 z zębami czołowymi 51, stanowiącego część narzędzia zespolonego, następnie rozwierca się ten otwór za pomocą rozwiertaka 60, stanowiącego środkową część narzędzia zespolonego i gwintuje się go za pomocą trój sekcyjnego gwintownika 55 będącego górną częścią narzędzia zespolonego, przy czym w obszarze skrawania utrzymuje się atmosferę obojętną, przez doprowadzenie do tego obszaru gazu obojętnego o gęstości większej od gęstości powietrza.

Sposób wykonywania gwintowanych otworów za pomocą narzędzia i urządzenia według wynalazku jest następujący: urządzenie 10 ustawia się nad ścianą 11 lub pokrywą podziemnego zbiornika za pomocą kół jezdnych, tak aby frez rurowy 50 był ustawiony dokładnie nad miejscem, w którym ma być wykonany gwintowany otwór i mocuje się przez wysunięcie teleskopowych ramion 25, tak aby rozpierały się o ścianki boczne włazu lub pokrywy zbiornika. Rama 43 mechanizmu napędowego znajduje się przy tym w swym górnym położeniu. Następnie opuszcza się zespół przesuwny 20 za pomocą wciągarki 18 w położenie, w którym frez rurowy 50 zetknie się z powierzchnią ściany 11 lub pokrywy zbiornika. Górną płytę 30 zespołu przesuwnego 20 blokuje się w tym położeniu przez osadzenie kołków w otworach 31 prowadnic 16. Pierścień 65 na dolnym obrzeżu osłony 23 opiera się wówczas o ścianę 11 zbiornika, przy czym do wnętrz osłony doprowadza się gaz obojętny poprzez otwór 66 pierścienia 65, wypełniając nim również komorę 13 'we włazie zbiornika.

Następnie włącza się silnik hydrauliczny 21, który za pośrednictwem wału napędowego 22 obraca frez rurowy 50. Ruch posuwowy frez nadawany jest ręcznie przez obracanie pokrętła 44 i nakrętki 42, co powoduje osiowe przesuwanie się trzpienia 38. Po wycięciu krążka metalu jest on utrzymywany przez magnes 57, co zapobiega jego przedostaniu się do wnętrza zbiornika. Następnie obracający się wał napędowy 22 przesuwa się za pomocą dźwigni 41 do dołu, powodując wprowadzenie do wyciętego otworu rozwiertaka 60, a następnie gwintownika 55. Po nagwintowaniu otworu zmienia się kierunek obrotów wału napędowego 22 i podnosi się go za pomocą dźwigni 41. Podczas operacji rozwiercania i gwintowania, ciężar wału napędowego 22. freza rurowego 50, rozwiertaka 69 i gwintownika 55 jest równoważony przez sprężyny 37, umożliwiające znaczne zmniejszenie oddziaływania na dźwignię 41.

175 019

51

175 019

FIG. 5

175 019

FIG.1

15

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wykonywania gwintowanych otworów, zwłaszcza w ścianach zbiorników i ich pokrywach, przez kolejne wykonywanie otworu, jego rozwiercania, a następnie gwintowanie trójsekcyjnym gwintownikiem, znamienny tym, że wycina się pierścieniowy otwór za pomocą freza rurowego z zębami czołowymi stanowiącego część narzędzia zespolonego, następnie rozwierca się ten otwór za pomocą rozwiertaka, stanowiącego środkową część narzędzia zespolonego i gwintuje się go za pomocą trój sekcyjnego gwintownika, będącego górną częścią narzędzia zespolonego, przy czym w obszarze skrawania utrzymuje się atmosferę obojętną przez doprowadzanie do tego obszaru gazu obojętnego o gęstości większej niż gęstość powietrza.
2. Narzędzie do wykonywania gwintowanych otworów, zwłaszcza w ścianach zbiorników i ich pokrywach, znamienne tym, że stanowi narzędzie zespolone złożone z rurowego freza (50) z zębami czołowymi (51), połączonego za pomocą czopa napędowego (53) osadzonego w otworze górnej ścianki (52) freza rurowego (50) z rozwiertakiem (60) oraz ze stanowiącym z nim jedną całość trójsekcyjnym gwintownikiem (55).
3. Narzędzie według zastrz. 2, znamienne tym, że pomiędzy rozwiertakiem (60) a frezerem rurowym (50) znajduje się elastyczna podkładka (56).
4. Narzędzie według zastrz. 2, znamienne tym, że jest wyposażone w otaczającą go osłonę (23) w postaci fałdowanego rękawa, którego dolne obrzeże jest zaopatrzone w pierścień uszczelniający (65) z przelotowym otworem (66) do doprowadzania gazu obojętnego, zaś górne obrzeże jest szczelnie osadzone we wsporniku (24).
5. Urządzenie do wykonywania gwintowanych otworów, zwłaszcza w ścianach zbiorników i ich pokrywach, wyposażone w stojak z kołami jezdnymi, znamienne tym, że jest wyposażone w zespół przesuwny (20) zawieszony na lince (17) połączonej z wciągarką (18) zamocowaną do masztu (14) stojaka wyposażonego we wspornik (24) i zaopatrzony w dźwignię dwuramienną (41) umieszczoną w szczelinie gwintowanego trzpienia (38) oraz w mechanizm napędowy narzędzia zespolonego (50, 55, 60) złożony z zamocowanego na ramie (43) silnika hydraulicznego (21) napędzającego wał (22), do którego jest mocowane narzędzie zespolone (50, 55, 60)
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że jego zespół przesuwny (20) jest zaopatrzony w zawieszoną na lince (17) płytę górną (30) mocowaną w nastawionym położeniu za pomocą kołków w otworach (31) prowadnic (16) stojaka oraz w połączoną z nią za pomocą prętów (35) zawieszonych na sprężynach (36) płytę dociskową (32), przy czym gwintowany trzpień (38) jest osadzony przesuwnie w otworach obydwu płyt (30 i 32).
7. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że rama (43) jego mechanizmu napędowego jest połączona; z gwintowanym trzpieniem (38) za pośrednictwem ułożyskowanej w niej nakrętki (42) nakręconej na ten trzpień (38) i połączonej z pokrętłem (44).
8. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że wspornik (24) jego stojaka jest wyposażony w wystające na zewnątrz, teleskopowe ramiona '(25) zakończone elastycznymi dociskami (26).