CZ297118B6 - Derovací vrták - Google Patents

Abstract

Vrták sestává z válcového tela (2), zakonceného hlavou (3) a opatreného, nejméne po cásti jeho délky, zpravidla spirálovitými odvádecími drázkami (5). Drázky (5) jsou vyplneny, nejméne po cásti jejich délky, sérií faset (7), napojených jedna na druhou, a spojených jedna k druhé ostrými spoji (8') nebo spojovacím úseky (8).

Description

Oblast techniky

Předmět vynálezu se obecně týká vrtacích nástrojů a zvláště pak děrovacích vrtáků.

Dosavadní stav techniky

Vrtací nástroje a zvláště pak vrtáky mají ve většině případů válcový tvar, který ústí v hlavu, a také jsou zpravidla, alespoň po části jejich délky, vybaveny jednou nebo více spirálovitými drážkami, určenými k odvádění přebytků (prachu) vzešlých z procesu vrtání pryč od pracovního místa hlavy vrtáku a tím pryč z vrtaného otvoru. Tyto drážky obvykle sestávají z jedné nebo více hladkých spirálových ramp, které odvádějí prach díky rotačnímu pohybu nástroje podle principu Archimedova šroubu. Podle tohoto způsobu provedení, je vyvrtaný prach „pasivní“ a nehraje žádnou roli v odváděcím procesu zbytků.

Zkušenosti prokázaly, že pokud je odváděči kapacita drážek nedostatečná nebo neúčinná, prach se může usazovat na dně vyvrtaného otvoru; v tomto případě se částečky prachu hromadí a vytváří tak skrumáž jemných částic; ty posléze blokují odváděči prostor na dně otvoru a způsobují opotřebení užívaného tvrdého kovu a ocele, z nichž jsou hlava vrtáku a celý povrch nástroje vytvořeny. Navíc toto nahromadění prachu způsobuje zvýšení tlaku na dně otvoru. Tento posledně zmiňovaný jev může hrát roli v odváděcím procesu zbytků po vrtání: pokud tento tlak překročí určitou hranici, nastává jev uvolnění (odsátí) nahromaděného prachu, který je posléze odváděn z pracovního místa. Nicméně je nezbytné zabránit vzrůstání tlaku ponecháním dostatečné kapacity odváděčích drážek, aby nebyly zablokovány, zvláště pak u hlavy nástroje; vzrůstání tlaku na dně otvoru může vést ke zvýšení neklidu při vrtání, během odvádění nahromaděného prachu; tento způsob provozu není prospěšný pro výkon vrtáku, a to jak pro rychlost vrtání, tak i pro životnost nástroje, protože zvýšení tlaku na hlavu vrtáku a/nebo při řezání vede k většímu namáhání nástroje a tedy napomáhá poškození vrtáku. V současné době, při vrtání, není tento růst tlaku usměrňován, a úsilí je směřováno kjeho co možná největšímu odstranění jednoduchým opatřením drážek dobrou odváděči schopností.

Dokumenty DE 3826239 A, US 2 333 894 A a DE 2013327 B popisují vrtáky se spirálovitými drážkami, shora uvedeného druhu, u nichž mají některé nebo všechny povrchy drážek rýhování nebo vroubkování, pro různé konečné využití: k omezení tření, k optimalizaci řezného výkonu, k odvedení chvění. Ve všech těchto dokumentech, rýhování nebo vroubkování je malé velikosti a kopíruje povrchové provedení již navržené vrtné korunky, a jejich účinnost je dána povrchovým působením. Provedení uvedeného rýhování a vroubkování může také představovat komplikovaný a drahý provoz s těmito vrtnými korunkami.

====—= Uvedené nevýhody odstraňuje předmět tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá ve zlepšení výkonu vrtacích těles, v rámci jejich rychlosti a životnosti, a zároveň dovoluje omezení nákladů výroby na tyto nástroje.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je v podstatě děrovací vrták, jehož odváděči drážka nebo drážky jsou vyplněny, alespoň v části jeho délky, sérií faset napojených jedna na druhou.

Tedy, podstata vynálezu spočívá v tom, že drážky pro odvádění prachu, pocházejícího z vrtaného materiálu, nesestávají ze souvislého šroubovitého tvaru, ale sestávají z malých následných plo55 šek, označovaných jako „fasety“, spojených dohromady, jež mají nejrůznější tvar. Přesněji, fasety

- 1 CZ 297118 B6 jsou určeny pro výrobu rozmanitých drážek, které jsou určeny tvořícími čarami, které mohou, ale nemusí mít šroubovitý tvar, a které sledují trajektorii, která se střídavě, pravidelně nebo nepravidelně, odchyluje a sbíhá směrem k podélné ose vrtné korunky. Tyto tvořící čáry, které jsou pod úhlem a/nebo osově přiřazeny jedna k druhé umožňují odvádění prachu drážkami. Tvary faset 5 určují, zda mohou být odváděči drážky pravidelné nebo nepravidelné, ploché nebo vyduté nebo vypouklé a případně mají větší nebo menší spletitost. Tyto fasety mohou být vzájemně propojeny ostrými spoji nebo spojovacími úseky vypouklého nebo vydutého tvaru.

Série faset je uspořádána především tak, aby se střídaly, po celé nebo po části délky každé odváděči drážky, kompresní části s menší hloubkou a/nebo šířkou s dekompresními částmi s větší hloubkou a/nebo šířkou. Tyto nestálosti v hloubce a/nebo šířce mohou být důkladně pravidelné, nebo, na druhou stranu, mohou být namátkové.

Takové uspořádání umožňuje, při použití vrtné korunky, využít a zachovat místně, v odváděčích drážkách, jev vyrovnávání tlaku a stlačení vrtacího prachu za účelem zlepšení jeho odvádění. Tedy, nejdříve je prach stlačen v kompresních částech, což nahromadí energii, potom je tato __ nahromaděná energie uvolněna tím, jak se prach uvolňuje /rozptyluje/ v dekompresních částech. Navíc, stálé regulování vyrovnávání tlaku vrtacího prachu, podél celé délky těla nástroje, zamezuje tomuto prachu v padání zpět dolů na dno vyvrtaného otvoru vlivem gravitace.

Je zřejmé, že série faset v děrovacím vrtáku, který je předmětem tohoto vynálezu, vymezuje prostorové nebo množstevní uspořádání drážek této vrtné korunky, nebo, jinými slovy, vymezuje celkový tvar vrtné korunky a nemůže být přirovnáván k povrchové úpravě, jako je tomu u těch vrtáků, jež jsou výsledkem technik rýhování nebo drážkování podle dokumentů uvedených výše.

Vzhledem k předcházejícímu vysvětlení je také evidentní, že uspořádání faset vyvolává, při použití vrtné korunky, spíše silové působení než povrchové.

Dalším možným výsledkem tohoto uspořádání je, že způsobuje různou sílu lamely a/nebo okrajů (nebo vodicích lemů) vrtáku, závisející na tom, zda profil je nebo není symetrický vzhledem k podélné ose nástroje. V tomto případě, nepravidelnosti v rozpětí dovolují optimální vedení vrtáku v otvoru (prostřednictvím „širokých“ úseků), a zároveň omezují tření se stěnami otvoru (prostřednictvím „úzkých“ úseků). Navíc v úsecích, kde je okraj široký, je podpora získána navzdor kompresi na žebrovém zaoblení, nebo spojů jiných tvarů, které tvoří kompresní části.

Následkem tohoto působení a částečně následkem stálého efektu vyrovnávání tlaku / stlačení, je proces odvádění prachu zvýšený, a může být optimalizován vytvořením takového množství, umožňujícího dostatečně velké odvádění. To urychluje vrtání a prodlužuje životnost vrtné korunky, neboť lepší odvádění prachu snižuje namáhání těla nástroje.

Kromě toho, zatímco odváděči drážky v běžných vrtných korunkách musí být získány spojitým šroubovitým obráběním, fasety vyplňující odváděči drážky ve vrtné korunce, která je předmětem t tohoto vynálezu, mohou být získány přímými nebo nepřímými výseky za pomoci jednoho nebo

-- - více nářadí a odstraněním materiálu, ale mohou být také získány metodami deformace materiálu, ’ z něhož je vyrobeno tělo vrtné korunky, obzvláště kováním, což umožňuje snížení nákladů výroby dotyčné vrtné korunky.

Tento vynález je blíže znázorněn na přiložených schematických výkresech, které zobrazují několik možných řešení tohoto děrovacího vrtáku.

Přehled obrázků na výkresech

Obrázek 1 znázorňuje boční pohled na první možnost vrtné korunky podle uvedeného vynálezu,

-2CZ 297118 B6

Obrázek 2 znázorňuje částečný pohled v axonometrickém pohledu, ve větším měřítku, znázorňující detail hlavní části vrtné korunky z obrázku 1,

Obrázek 3 znázorňuje jiný bočný pohled na tuto vrtnou korunku, ve směru šipky F1 na obrázku 1,

Obrázek 4 znázorňuje pohled v řezu na stejnou vrtnou korunku podle čáiy řezu V-IV z obrázku 3,

Obrázek 5 znázorňuje jiný pohled podél čáry řezu V-V z obrázku 3,

Obrázek 6 znázorňuje boční pohled na druhé možné provedení vrtné korunky podle uvedeného vynálezu,

Obrázek 7 znázorňuje částečný pohled v axonometrickém pohledu, ve větším měřítku, ukazující detail hlavní části vrtné korunky z obrázku 6,

Obrázek 8 znázorňuje jiný boční pohled na tuto vrtnou korunku ve směru šipky F2 na obrázku 6,

Obrázek 9 znázorňuje pohled vřezu na stejnou vrtnou korunku podél čáry řezu-IX-IXz obrázku 8,

Obrázek 10 znázorňuje jiný pohled v řezu, podél čáry řezu X-X z obrázku 8,

Obrázek 11 znázorňuje boční pohled na vrtnou korunku podle uvedeného vynálezu, ve třetím možném provedení,

Obrázek 12 znázorňuje částečný pohled v axonometrickém pohledu, ve větším měřítku, ukazující detail hlavní části vrtné korunky na obrázku 11,

Obrázek 13 znázorňuje jiný pohled na tuto vrtnou korunku, ve směru šipky F3 na obrázku 11,

Obrázek 14 znázorňuje pohled v řezu na stejnou vrtnou korunku podél čáry řezu XIV-XIV z obrázku 13,

Obrázek 15 znázorňuje jiný pohled podél čáry řezu XV-XV z obrázku 13,

Obrázek 16 znázorňuje boční pohled na vrtnou korunku podle uvedeného vynálezu ve čtvrtém možném provedení,

Obrázek 17 znázorňuje částečný pohled v axonometrickém pohledu, ve větším měřítku, ukazující detail hlavní části vrtné korunky na obrázku 16,

Obrázek 18 znázorňuje jiný boční pohled na tuto vrtnou korunku ve směru šipky F4 na obrázku 16,

Obrázek 19 znázorňuje pohled v řezu na stejnou vrtnou korunku podél čáry řezu XIX-XIX z obrázku 18,

Obrázek 20 znázorňuje jiný pohled podél čáry řezu XX-XX z obrázku 18.

Příklady provedení vynálezu

Obrázky zobrazují různé formy děrovacího vrtáku, zahrnující, obecně, vrtací tělo 2 válcovitého tvaru, zakončeného na jednom konci hlavou 3 opatřenou chromovou vložkou 4, zatímco opačný konec (není vidět) vrtacího těla 2 je určen k upnutí. Přes alespoň část délky vrtacího těla 2, začínajícího hlavou 3, se táhnou odváděči drážky 5 šroubovitého celkového tvaru, sloužící k odvádění prachu během vrtání otvoru za použití vrtné korunky. Odváděči drážky 5 jsou navzájem odděleny vyvýšenými částmi, na šroubovitých drážkách, obyčejně označovanými „okraje“ 6.

Podle uvedeného vynálezu, každá odváděči drážka 5 je vyplněna sérií faset 7. Přesněji, podle prvního možného provedení, znázorněného na obrázcích 1 až 5, fasety 7 odváděčích drážek 5 jsou propojeny jedna s druhou spojovacími úseky 8, mající určitý poloměr zaoblení.

Okraje 6 mají ve své části pravidelné nebo nepravidelné střídání úzkých úseků 9 a širokých úseků 10.

V příkladu provedení, které je znázorněno na obrázcích 1 až 5, má vrtná korunka odváděči drážky 5 a 5' s tvary, jak jsou popsány výše a okraje 6 opakující se v intenzitě P.

Při použití vrtné korunky fasety 7 odváděčích drážek 5 a 5' tvoří společně se stěnou vrtaného otvoru dekompresní části, zatímco spojovací úseky 8 působí jako kompresní části.

Tyto dvě drážky 5 a 5', se svými fasetami 7 a spojovacími úseky 8, mohou být vyrobeny mnoho15 drážkovým řezáním na šroubovitých tvořících čarách, které sledují trajektorii, která se pravidelně nebo nepravidelně střídavě vychyluje a sbíhá směrem k podélným osám vrtné korunky. Tyto tvořící čáry jsou úhlově a podélně vyrovnány od jedné drážky k druhé, aby tvořily jednotlivé tvary odváděčích drážek 5 a 5' s jejich fasetami 7 a spojovacími úseky 8.

Obrázky 6 až 10 znázorňují druhé možné provedení vrtné korunky podle uvedeného vynálezu, jejíž části odpovídají již shora popsaným, a které jsou označeny stejnými číselnými vztahovými značkami.

V tomto dalším provedení, vrtací tělo 2 má čtyři odváděči drážky 5, 5', 5 a 5' šroubovitého 25 celkového tvaru. Tyto drážky jsou vyplněny následnými fasetami 7, zaobleného profilu, které ve styku podél ostrých spojů 8' tvoří okraje, bez spojovacích úseků. Navíc, od jedné drážky k další, tvořící čáry vymezující fasety 7 a jejich ostré spoje 8' mají osové posunutí, nikoli však úhlové.

Obrázky 11 až 15 znázorňují třetí možné provedení předmětu vynálezu, které je podobné znázor30 něnému provedení na obrázcích 6 až 10, a opět se skládá hlavně z vrtacího těla 2 se čtyřmi odváděcími drážkami 5, 5', 5 a 5'. Fasety 7 těchto drážek zde opět sestávají z ostrých spojů 8' a jsou určeny tvořícími čarami, mající osové vyrovnání od jedné drážky k druhé, ale nemají úhlové. Na rozdíl od předchozího příkladu, zde nemají odváděči drážky 5 a 5' zaoblený profil.

Konečně, obrázky 16 až 20 znázorňují čtvrté možné provedení předmětu vynálezu, kde má vrtací tělo 2 tři odváděči drážky 5, 5' a 5, s fasetami 7, mající ostré spoje 8' a jsou vymezeny tvořícími čarami mající osové, ale ne úhlové vyrovnání od jedné drážky k druhé. Odváděči drážky 5, 5' a 5 zde mají nezaoblený profil.

Provedení v rámci předmětu vynálezu umožňuje určité odchylky, které však nepředstavují řešení, které nespadá do rozsahu vynálezu, jak je definován v přiložených nárocích:

- úpravy počtů prach odvádějících drážek, vytvořených v těle vrtací korunky nebo uspořádání hlavy této vrtné korunky, ani vynechání této vložky

- úpravy počtu faset uvedených drážek, a tvar těchto faset, které mohou být jednoduché nebo 45 složené, rozloženy v podélném nebo příčném směru, ploché nebo vyduté nebo vypouklé apod.

- propojení faset pod jakýmkoli úhlem od nulové hodnoty (odpovídající ostrému spoji) po vysoké hodnoty

- výroba faset a jejich propojení jakýmkoli obráběním nebo tvářecím zpracováním

- určení nebo upravení vrtné korunky pro vrtání jakéhokoli typu materiálu : kámen, beton, 50 kov, apod.

Claims (7)

1. 5 1. Vrták sestávající z těla (
2. 2) válcového celkového tvaru, vyúsťující v hlavu (3) a mající, nejméně po části délky jeho těla (2), jednu nebo více zpravidla spirálovitých odváděčích drážek (5), vyznačující se tím, že odváděči drážka nebo drážky (5) jsou vymezeny, nejméně po části jejich délky, soustavou faset (7) napojených jedna k druhé.

   10 2. Vrták podle nároku 1, vyznačující se tím, že fasety (7) odváděčích drážek (5) jsou navzájem spojeny ostrými spoji (8').
3. 3. Vrták podle nároku 1, vyznačující se tím, že fasety (7) odváděčích drážek (5) jsou navzájem spojeny spojovacími úseky (8) vypouklého nebo vydutého tvaru.
4. 4. Vrták podle jakéhokoli z nároků laž3, vyznačující se tím, že soustava faset (7) je uspořádána tak,aby tvořila,pocelénebopočástidélky každé odváděči drážky (5), střídání kompresních částí s menší hloubkou a/nebo šířkou, a dekompresních částí s větší hloubkou a/nebo šířkou.
5. 5. Vrták podle jakéhokoli z nároků laž4, vyznačující se tím, že odváděči drážku nebo drážky (5) od sebe oddělující okraje (
6. 6) spirálovitého tvaru, vykazují rovnoměrné nebo nerovnoměrné střídání úzkých úseků (9) a širokých úseků (10).

   25 6. Vrták podle jakéhokoli z nároků laž5, vyznačující se tím, že tvořící čáry vymezující fasety (7) a jejich spojovací úseky (8) a ostré spoje (8') mají osový i úhlový posun od jedné drážky (5) ke druhé.
7. 7. Vrták podle jakéhokoli z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že tvořící čáry

   30 vymezující fasety (7) a jejich spojovací úseky (8) a ostré spoje (8') mají osový, ale ne úhlový posun od jedné drážky (5) ke druhé.