EP0009838A1 - Foret à pierre pour perceuse-frappeuse ou marteau électrique - Google Patents

Foret à pierre pour perceuse-frappeuse ou marteau électrique Download PDF

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EP0009838A1 EP79200533A EP79200533A EP0009838A1 EP 0009838 A1 EP0009838 A1 EP 0009838A1 EP 79200533 A EP79200533 A EP 79200533A EP 79200533 A EP79200533 A EP 79200533A EP 0009838 A1 EP0009838 A1 EP 0009838A1
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    • E21B10/445—Bits with helical conveying portion, e.g. screw type bits; Augers with leading portion or with detachable parts percussion type, e.g. for masonry
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    • Y10T408/89—Tool or Tool with support
    • Y10T408/909—Having peripherally spaced cutting edges
    • Y10T408/9095—Having peripherally spaced cutting edges with axially extending relief channel
    • Y10T408/9097—Spiral channel

Definitions

  • the subject of the present invention is a stone drill, for a drill or electric hammer, having a head with a diameter of between 5 and 12 mm approximately, provided with a hard metal plate and flutes for the evacuation of waste. .
  • the object of the invention is limited to drills of small diameter, from 5 to 12 mm approximately, in particular for the installation of wall anchors, because the problems which arise are different for these small diameters than for diameters greater than 12 mm and cannot be resolved by the same means.
  • the stone drills still used today have deep flutes having a circular profile with strong curvature similar to the profile of flutes of drills for drilling metal.
  • the lips or guide strips are therefore necessarily relatively wide, their surface representing approximately 50% of the surface of the cylindrical envelope of the drill. If the resistance of the drill is good and the guidance excellent, on the other hand the friction surface is considerable which causes rapid and high heating.
  • the waste which is mainly in the form of more or less fine-grained powder, tends to get caught in the flutes, relatively narrow and deep, which causes a blockage, increases the heating of the drill and the rotary torque and therefore the heating of the machine driving the drill, which has the consequence of limiting the working speed, that is to say of penetration, and of causing the break of the drill subjected to a too high torsional force.
  • the object of the present invention is to further increase the working speed without further stressing the drill or reducing its service life.
  • the drill according to the invention is characterized in that the flutes have, in axial section, a profile at least approximately in an arc of a radius of between 8 mm and 15 mm approximately, depending on the diameter of the drill, and that the ratio of the surface of the guide lips 'and the surface of the cylindrical envelope of the drill is less than 5%.
  • the depth of the flutes decreases from the head to the tail, which increases the mechanical resistance of the drill.
  • the hard metal plate does not exceed the cylindrical envelope of the drill as is the case of known drills. This is possible due to the very small width of the lips.
  • This last characteristic offers several advantages: reinforcement of the support behind the plate and over its entire height; better guidance and better cylindricity of the hole .; symmetrically distributed waste disposal volume; perfect junction with helical flutes without reducing the passage section. It is also not necessary to provide a reduction in the depth of the flutes near the head as provided in the drill according to patent DE 23 58 447.
  • the drill represented in FIG. 1 comprises, like the known drills, a fixing shank 1, a body 2 and a head 3 provided with a hard metal plate 4.
  • This body has two helical flutes 6 and 7 between which extend two guide lips 8 and 9 having a cylindrical surface coincident with the cylindrical casing 5 of the drill.
  • the angle of the propeller relative to the axis of the drill is between 30 and 35 ° approximately.
  • the cylindrical surface of each of the lips 8 and 9 represents, before wear only 1 to 2% of the surface of the envelope. After some wear this surface can reach approximately 5% of the surface of the cylindrical envelope.
  • the drill is further characterized by a very slight profile of flutes.
  • the profile of the flutes is in the form of a highly taut arc of a circle.
  • the radius R of curvature of this profile is equal to 12.5 mm.
  • the minimum diameter is indicated, that is to say the diameter of the core of the drill D, as well as the outside diameter D.
  • the ratio D n / D e is always at least equal to 0.6 and between 0.6 and 0.65.
  • the optimal radius of curvature R of the flutes varies according to the diameter of the drill. It is for example 9.5 mm for an initial diameter of the drill body of 7.5 mm, 10 mm for an initial diameter of 6.5 mm and 11 mm for an initial diameter of 10.0 mm.

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Abstract

Le foret à pierre est muni de goujures (6,7) présentant, en coupe axiale, un profil au moins approximativement en arc de cercle de rayon compris entre 8 mm et 15 mm environ. Le rapport de la surface des lèvres de guidage (8,9) et de la surface de l'enveloppe cylindrique du foret est inférieur à 5%, de préférence de l'ordre de 1 à 2%. Le diamètre de la tête (3) au niveau de la plaquette en métal dur (4) est égal au diamètre de l'enveloppe cyiindrique.

Description

  • La présente invention a pour objet un foret à pierre, pour perceuse-frappeuse ou marteau électrique, présentant une tête de diamètre compris entre 5 et'12 mm environ, munie d'une plaquette en métal dur et des goujures pour l'évacuation des déchets. L'objet de l'invention est limité aux forets de petit diamètre, de 5 à 12 mm environ, en particulier pour la pose de chevilles murales, car les problèmes qui se posent sont différents pour ces petits diamètres que pour les diamètres supérieurs à 12 mm et ne peuvent être résolus par les mêmes moyens.
  • Les forets à pierre encore utilisés à ce jour ont des goujures profondes présentant un profil circulaire à forte courbure semblable au profil des goujures des forets pour le perçage du métal. Pour assurer une résistance suffisante des forets, les lèvres ou listeaux de guidage sont dès lors nécessairement relativement larges, leur surface représentant environ 50% de la surface de l'enveloppe cylindrique du foret. Si la résistance du foret est bonne et le guidage excellent, par contre la surface de frottement est considérable ce qui provoque un échauffement rapide et élevé. En outre, les déchets, qui se présentent surtout sous forme de poudre à grain plus ou moins fin, ont tendance à rester pris dans les goujures, relativement étroites et profondes, ce qui provoque un bourrage, augmente l'échauffement du foret et le couple rotatif et partant l'échauffement de la machine entraînant le foret, ce qui a pour conséquence de limiter la vitesse de travail, c'est-à-dire de pénétration et de provoquer la rupture du foret soumis à un effort de torsion trop élevé.
  • On a proposé d'améliorer le rendement de ces forets en réduisant la largeur des lèvres et en utilisant des goujures de profil trapézoïdal quasi rectangulaire (brevet DE 23 58 447). Pour assurer la résistance mécanique du foret la largeur des lèvres est encore relativement grande et la profondeur des goujures relativement faible. En outre les poussières ont tendance à rester dans les angles faiblement arrondis du fond des goujures. Ces fo- rets permettent cependant d'augmenter la vitesse de travail, c'est-à-dire de pénétration, d'environ 30%.
  • Des profils spéciaux ont été étudiés pour améliorer le rendement des forets de diamètre supérieur à 12 mm. Ces profils ne sont toutefois pas applicables à des forets de petits diamètres car la résistance du corps du foret serait beaucoup trop faible.
  • La présente invention a pour but d'augmenter davantage la vitesse de travail sans pour autant solliciter davantage le foret ou réduire sa durée de vie.
  • S'écartant résolument des formes inspirées des forets pour le travail du métal, le foret selon l'invention est caractérisé par le fait que les goujures présentent, en coupe axiale, un profil au moins approximativement en arc de cercle de rayon compris entre 8 mm et 15 mm environ, selon le diamètre du foret, et que le rapport de la surface des lèvres de guidage'et de la surface de l'enveloppe cylindrique du foret est inférieur à 5%.
  • On constate que le frottement est très fortement réduit ce qui a pour effet de réduire le couple nécessaire a l'entraînement du foret et permet d'augmenter d'environ 50% la vitesse de travail par rapport aux forets conventionnels. Le profil en arc tendu et le volume des goujures s'avèrent très favorables pour l'évacuation des déchets. En outre, la liaison entre la forme des goujures et le cylindre primitif du foret est harmonieuse et ne présente pas de faiblesse apparente. Le fait que le rapport entre le diamètre minimum du noyau et le diamètre extérieur de l'enveloppe cylindrique du foret est toujours d'une valeur de 0,6 à 0,65 montre bien que le foret présente un profil de forte résistance. Ce rapport est sensiblement supérieur à celui existant dans les forets conventionnels.
  • Selon une forme d'exécution préférée de l'invention, la profondeur des goujures diminue de la tête vers la queue, ce qui augmente la résistance mécanique du foret. En outre, la plaquette en métal dur ne dépasse pas l'enveloppe cylindrique du foret comme c'est le cas des forets connus. Ceci est possible en raison de la très faible largeur des lèvres. Cette dernière caractéristique offre plusieurs avantages : renforcement du support derrière la plaquette et sur toute sa hauteur ; meilleur guidage et meilleure cylindricité du trou.; volume d'évacuation des déchets réparti symétriquement ; jonction parfaite avec les goujures hélicoïdales sans diminution de la section de passage. Il n'est en outre pas nécessaire de prévoir une réduction de la profondeur des goujures près de la tête comme prévu dans le foret selon le brevet DE 23 58 447.
  • Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention.
    • La figure 1 représente une vue en élévation du foret.
    • La figure 2 en représente une vue en bout selon la direction II, à plus grande échelle.
    • La figure 3 représente une vue partielle en coupe axiale à plus grande échelle.
    • La figure 4 en représente une vue en coupe transversale selon IV-IV de la figure 3.
  • Le foret représenté à la figure 1 comporte comme les forets connus, une queue de fixation 1, un corps 2 et une tête 3 munie d'une plaquette en métal dur 4. Ce corps présente deux goujures hélicoïdales 6 et 7 entre lesquelles s'étendent deux lèvres de guidage 8 et 9 présentant une surface cylindrique confondue avec l'enveloppe cylindrique 5 du foret. L'angle de l'hélice par rapport à l'axe du foret est compris entre 30 et 35° environ. La surface cylindrique de chacune des lèvres 8 et 9 ne représente, avant usure que 1 à 2% de la surface de l'enveloppe. Après une certaine usure cette surface peut atteindre 5% environ de la surface de l'enveloppe cylindrique.
  • Le foret se caractérise en outre par un profil très peu accentué des goujures. Dans la vue en coupe axiale représentée à la figure 3, on voit que le profil des goujures se présente sous la forme d'un arc de cercle fortement tendu. Par exemple, pour un diamètre initial du corps de la mèche de 8,2 mm, le rayon R de courbure de ce profil est égal à 12,5 mm.
  • Dans la section transversale représentée à la figure 4, on a indiqué le diamètre minimum, c'est-à-dire le diamètre du noyau du foret D , ainsi que le diamètre extérieur D . Le rapport Dn/De est toujours au moins égal à 0,6 et compris entre 0,6 et 0,65. En considérant les figures 3 et 4 on constate que les goujures présentent une forme telle que la liaison de cette forme avec le cylindre primitif se fait harmonieusement et n'offre pas de faiblesse apparente. La résistance du foret est optimale. En outre, afin d'augmenter la résistance mécanique de l'âme du foret, la profondeur des goujures diminue graduellement de la tête vers la queue. Malgré la profondeur relativement faible des goujures, le volume de celles-ci, limité par l'enveloppe cylindrique du foret, est parfaitement suffisant pour assurer une excellente évacuation des déchets, cette évacuation étant par ailleurs favorisée précisément par ce profil en arc tendu qui ne présente pas d'angles dans lesquels les déchets seraient susceptibles de s'accumuler. D'autre part la très faible surface des lèvres de guidage 8 et 9 réduit fortement le frottement lors du forage.
  • En ce qui concerne la fixation de la plaquette en métal dur 4, la figure 2 montre que cette plaquette, contrairement aux exécutions connues, ne dépasse pas l'enveloppe cylindrique 5 du foret. Une telle exécution de la tête présente plusieurs avantages techniques qui sont les suivants :
    • - renforcement du support de la plaquette en mé- tal dur, en arrière de celle-ci et sur toute sa hauteur ;
    • - la cylindricité du perçage et le guidage du foret sont beaucoup mieux assurés ;
    • - le volume d'évacuation des déchets est réparti symétriquement ;
    • - la jonction avec les goujures hélicoïdales s'effectue de façon parfaite sans diminution de la section de passage.
  • Le rayon de courbure R optimal des goujures varie en fonction du diamètre du foret. Il est par exemple de 9,5 mm pour un diamètre initial du corps de foret de 7,5 mm, de 10 mm pour un diamètre initial de 6,5 mm et de 11 mm pour un diamètre initial de 10,0 mm.

Claims (6)

1. Foret à pierre pour perceuse-frappeuse ou marteau électrique, présentant une tête de diamètre compris entre 5 et 12 mm environ, munie d'une plaquette en métal dur et des goujures pour l'évacuation des déchets, caractérisé par le fait que les goujures présentent, en coupe axiale, un profil au moins approximativement en arc de cercle de rayon compris entre 8 mm et 15 mm environ, selon le diamètre du foret, et que le rapport de la surface des lèvres de guidage et de la surface de l'enveloppe cylindrique du foret est inférieur à 5%..
2. Foret à pierre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le rayon de courbure du profil des goujures est compris entre 9,5 et 13 mm environ et que la surface des lèvres de guidage représente environ 1 à 2% de la surface de l'enveloppe cylindrique.
3. Foret à pierre selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'angle de l'hélice des goujures par rapport à l'axe du foret est compris entre 30 et 35°.
4. Foret à pierre selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le rapport entre le diamètre minimum du noyau du foret et le diamètre extérieur de l'enveloppe cylindrique est compris entre 0,6 et 0,65.
5. Foret à pierre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la profondeur des goujures va en diminuant de la tête vers la queue du foret.
6. Foret à pierre selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le diamètre de la tête, au niveau de la plaquette en métal.dur, est égal au diamètre de l'enveloppe. cylindrique du corps du foret.
EP79200533A 1978-09-28 1979-09-24 Foret à pierre pour perceuse-frappeuse ou marteau électrique Expired EP0009838B1 (fr)

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