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perfectionnements aux outils de perforation de roches.
Pour le perçage de trous de mine ou pour des travaux du même genre, on emploie des tiges d'acier, dites fleurets ou barres de mine, qui sont terminées par un taillant de forme variable, d'une pièce avec la barre ou rapporté amoviblement sur elle, par exemple au moyen du dispositif faisantl'objetdu brevetbelge N 402 342 du 30 mars 1954 au nom de la INGERSOLL-RAND COMPANY.
Ces tiges reçoivent un effort de percussion soit à l'aide d'un marteau manoeuvré à la main, soit avec
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un outil mécanique penumatique ou électrique. L'extrémité de la barre à, mine, agissant sur la roche tantôt a la forme d'un ciseau simple, tantôt comporte un certain nombre ci* arêtes disposées parallèlement ou radialementou en forme de Z, H, etc.
La présente invention a pour objetune disposition des arêtes du taillant applicable aux barres à mine de tout type et notamment avec taillant solidaire ou amovible, destinée à assurer un maximum de vitesse à la perforation en même temps qu'un minimum d'usure. Cette disposition est caractérisée essentiellement en ce que les arêtes du tail- lant sont discontinues de manière à mieux réparti r l'effort de percussion.
L'invention sera mieux comprise par le dessin annexé dans lequel : las fig. 1 et 2 montrent schématiquement la répartition des efforts respectivement dans les taillants de type connu et les taillants suivant l'invention; la fig. 3 représente, vu de face, un taillant suivant l'invention à deux arêtes parallèles; les fig. 4 et 5 montrent le même taillant, respectivement vu de côté ou eh plan; la fig. 6 est une coupe par VI-VI (fig. 4), et la fig. 7 est une variante de la fig. 6; les fig. 8 et 9 montrentun taillant à quatre arêtes radiales respectivement en élévation et en plan; les fig, 10 à 14 montrent un taillant muni d' ailes aléseuses. La fig. 10 est une vue de face, la fig.
Il une vue de coté, la fig. 12 une vue en plan, etles fig. 13 et 14 des coupes par XIII-XIII et XIV-XIV ( fi g. 12).
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Lorsque l'effort de percussion exerce, soit à la main, soit avec un outil quelconque, est transmis au taillant de l'outil, celui-ci qui a la forme d'un coin plus ou moins aigu, désagrège les particules de roche en contact immédiat avec lui.
On conçoit que suivant 1''énergie en jeu et la nature de la roche, la désagrégation de celle-ci se fait soit sous forme de grains très petits, soit sous forme de granules.
On a intérêt à ce que l'énergie utilisée pro- duise le plus de granules possibles, pour augmenter le volume des matériaux désagrégés à chaque coup du frappeur.
Les taillants utilisés jusqu'ici avaient la forme d'arêtes continues simple biseau, double biseau, taillants en croix dits "Bonnets d'Evêque", taillants à plusieurs arêtes radiales dits "en rosette", taillants en 2 ou H.
Ces divers taillants avaient l'inconvénient de ne faire agir l'action du frappeur que sur une arête conti- nue dans des conditions peu favorables à la production de granules, et à une bonne utilisation de l'énergie.
La fig, 1 montre la répartition des efforts de rupture avec un taillant à double biseau.
Si on désigne par L la longueur d'arête et par E, l'effort de rupture, l'effort par unité de longueur d'arête sera égale à e = E/L.
Si, au contraire, (fig. 2) des encoches ont été pratiquées dans les deux arêtes de façon à en réduire la longueur de moitié, l'effort de rupture par unité de lon- gueur devient e' = E .
0,5 L
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On conçoitque la désagrégation de la roche dans le voisinage immédiat de l'élément d'arête sera alors obtenue plus rapide.ment,
La présente invention a donc pour objet de fractionner en plusieurs éléments la longueur d'arête sur laquelle agit le frappeur. De cette façon, non seulement l' énergie dépensée par unité de longueur d'arête est plus grande, mais encore l'effet des coins se trouve augmenté parce que l'effort, au lieu de se produire sur deux plans, se produit à la fois sur quatre plans disposée perpendicu- lairement en forme de coins.
Chaque choc du frappeur désagrège ainsi une quantité de roche plue grande.
Le mode de réalisation peut varier de très hom- breuses manières, comme il est indiqué aux diverses figures.
Aux fi g. 3 et 4 sont représentées latéralement et en bout, les faces d'un taillant du type dit "à double biseau", c'est-à-dire comportant deux arêtes coupantes parallèles 1 placées à. égale distance de l'axe du fleuret, l'angle de ces arêtes étant en général tel, que pour rafraichir l'arête coupante 1, il suffit de meuler les faces 2.
Conformément à 1'invention, larte coupante 1 est divisée en plusieurs sections à l'aide d'encoches 3, de façon que l'arête, au lieu d'être continue, soit divisée en plusieurs tronçons de faible longueur, telsque les tronçons la, ou même réduite à un simple coin, comme en 1b.
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On voique, grâce à la disposition des encoches et du vide oentral 4, il y a de nombreux points de dégagement où les granules des roches désagrégées peuvent se former.
Suivant le mode de fabrication et le but à remplir, les éléments du taillant peuvent avoir une forme pyramidale (fig. 6) oà conique (fig. 7).
Les fig. 8 et 9 représentent un taillant dit *on croix'. Dans le modèle normal, les arêtes coupantes sont continues sur les longueurs AB et CD, sauf à l'endroit du trou central 5. Conformément à l'invention, les arêtes sont ici encore coupées d'encoches 6 formant des arêtes d'une certaine longueur 7 ou au contraire des pointes 8.
La même disposition pourraitêtre prévue pour dès taillants présentant un plus petit ou un plus grand nombre d'arêtes, par exemple pour les taillants du type "en rosette**
Dans certaines roches, l'usure périphérique du taillant due à l'abrasion, oblige à réserver une certai- ne quantité de métal sur les ailes pour ne pas trop réduire le diamètre du taillant au fur et à mesure des progrès de la perforation.
C'est cette disposition qui est représentée aux fig. 10 à 14.
Dans les taillants de ce genre, on peut avoir, soit des arêtes, soitdes pointes telles que 11, les ailes du taillant 12 étant fomées par une certaine épais- s@ur de métal présentant ainsi une grande résistance à l'usure.
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O'est 1''arête 13 qui assure la perforation et l'alésage du trou en même tempa que l'action des pointes ou arêtes 11.
Pour faciliter le remeulage des taillants, la pièce est conçue comme on le voit fige 14, de telle sorte que l'évidement produit par le trou central 5 du flouret constitue la face intérieure de l'arête, la face meu- lée étant seulement la face 14.
On se rend compte par l'examen des diverses figures que ces divers modèles de taillants Remettent tous un remeulage facile avant qu'il ne soit nécessaire de les reforger ou de les mettre au rabut, suivant qu*il s*agit de fleurets ordinaires ou de taillants amovibles se fixant amoviblement à l'extrémité,des tiges.
Il est évident que les exemples ci-dessus n*ont été donnés que pour bien faire comprendre le principe de la présente invention, sa réalisation pouvant varier dans les plus larges limites.
On peut faire des taillants de toutes formes, en rosette, en Z, en croix, en double biseau, etc. sans modifier le principe de l'invention.
De même, les détails d'exécution des taillants peuvent varier suivant qu'il sagit de matériel devant être employé à la main ou s'adapter à des engins mécaniques plus ou moins puissants ou à des roches variées.
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improvements to rock drilling tools.
For the drilling of blastholes or for similar work, steel rods, known as drill bits or blasting bars, are used, which are terminated by a cutting edge of variable shape, in one piece with the bar or removably attached. on it, for example by means of the device forming the subject of Belgian patent N 402 342 of March 30, 1954 in the name of the INGERSOLL-RAND COMPANY.
These rods receive a percussion force either using a hammer operated by hand, or with
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a penumatic or electric mechanical tool. The end of the mine bar, acting on the rock, sometimes has the shape of a simple chisel, sometimes comprises a certain number of ridges arranged parallel or radially or in the form of Z, H, etc.
The present invention relates to an arrangement of the edges of the cutting tool applicable to mechanical bars of any type and in particular with integral or removable cutting tool, intended to ensure maximum perforation speed at the same time as minimum wear. This arrangement is characterized essentially in that the edges of the tail are discontinuous so as to better distribute the percussion force.
The invention will be better understood from the appended drawing in which: las fig. 1 and 2 show schematically the distribution of the forces respectively in the cutters of known type and the cutters according to the invention; fig. 3 shows, seen from the front, a cutting edge according to the invention with two parallel edges; figs. 4 and 5 show the same cutting edge, respectively seen from the side or in a plane; fig. 6 is a section through VI-VI (fig. 4), and fig. 7 is a variant of FIG. 6; figs. 8 and 9 show a cutting with four radial ridges respectively in elevation and in plan; Figs, 10 to 14 show a cutting edge provided with boring wings. Fig. 10 is a front view, FIG.
There is a side view, fig. 12 is a plan view, and FIGS. 13 and 14 of sections by XIII-XIII and XIV-XIV (fi g. 12).
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When the percussion force exerted, either by hand or with any tool, is transmitted to the cutting edge of the tool, the latter which has the shape of a more or less acute wedge, breaks up the rock particles into immediate contact with him.
It is understood that depending on the energy involved and the nature of the rock, the disintegration of the latter takes place either in the form of very small grains or in the form of granules.
It is in the interest of the energy used to produce as many granules as possible, in order to increase the volume of material broken up with each stroke of the batter.
The cutters used until now had the form of continuous edges single bevel, double bevel, cutters in cross called "Bishop's caps", cutters with several radial edges called "in rosette", cutters in 2 or H.
These various cutters had the drawback of only causing the action of the batter to act on a continuous edge under conditions which were not very favorable to the production of granules and to a good use of energy.
Fig. 1 shows the distribution of the breaking forces with a double bevel cutting edge.
If we denote by L the edge length and by E, the breaking force, the force per unit of edge length will be equal to e = E / L.
If, on the contrary, (fig. 2) notches have been made in the two ridges so as to reduce their length by half, the breaking force per unit of length becomes e '= E.
0.5L
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We can imagine that the disintegration of the rock in the immediate vicinity of the ridge element will then be obtained more quickly.
The object of the present invention is therefore to split into several elements the length of edge on which the batter acts. In this way, not only is the energy expended per unit of edge length greater, but also the effect of the wedges is increased because the force, instead of occurring on two planes, occurs at the same time. times in four planes arranged perpendicularly in the form of wedges.
Each hit of the batter thus breaks up a larger amount of rock.
The embodiment can vary in a number of ways, as indicated in the various figures.
In fi g. 3 and 4 are shown laterally and at the end, the faces of a cutting edge of the so-called "double bevel" type, that is to say comprising two parallel cutting edges 1 placed at. equal distance from the axis of the foil, the angle of these edges being in general such that to refresh the cutting edge 1, it suffices to grind the faces 2.
According to the invention, the cutting edge 1 is divided into several sections with the aid of notches 3, so that the edge, instead of being continuous, is divided into several sections of short length, such as the sections 1. , or even reduced to a simple wedge, as in 1b.
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We can see, thanks to the arrangement of the notches and the central vacuum 4, there are many release points where the granules of the disaggregated rocks can form.
Depending on the method of manufacture and the purpose to be fulfilled, the elements of the cutting edge may have a pyramidal shape (fig. 6) or conical (fig. 7).
Figs. 8 and 9 represent a cutting edge called "cross". In the normal model, the cutting edges are continuous over the lengths AB and CD, except at the location of the central hole 5. In accordance with the invention, the edges are here again cut by notches 6 forming edges of a certain length. length 7 or on the contrary of tips 8.
The same arrangement could be provided for cutters with a smaller or a greater number of edges, for example for cutters of the "rosette ** type.
In certain rocks, the peripheral wear of the bit due to abrasion, requires reserving a certain quantity of metal on the wings so as not to reduce too much the diameter of the bit as the perforation progresses.
It is this arrangement which is shown in FIGS. 10 to 14.
In cutters of this kind, one can have either edges or points such as 11, the wings of the cutting edge 12 being formed by a certain thickness of metal thus exhibiting great resistance to wear.
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It is the ridge 13 which ensures the perforation and the reaming of the hole at the same time as the action of the points or ridges 11.
To facilitate the re-grinding of the cutting edges, the workpiece is designed as shown in Fig 14, such that the recess produced by the central hole 5 of the flouret constitutes the inner face of the edge, the ground face being only the bottom. side 14.
One realizes by examining the various figures that these various models of cutting edges all provide easy re-grinding before it is necessary to reforge them or to put them to the rabut, depending on whether they are ordinary foils or removable cutting edges which can be removably attached to the end of the rods.
It is obvious that the above examples have been given only to make the principle of the present invention fully understood, its implementation being able to vary within the broadest limits.
You can cut any shape, rosette, Z, cross, double bevel, etc. without modifying the principle of the invention.
Likewise, the execution details of the cutters may vary depending on whether it is a question of material to be used by hand or to adapt to more or less powerful mechanical devices or to various rocks.