ES2212051T3 - Broca. - Google Patents

Abstract

UNA BROCA PARA UNA BARRENA DE ALBAÑILERIA QUE TIENE UN DIAMETRO ACTIVO DE D, CONSTA DE UN EJE Y UNA PUNTA 1 PARA UNIR A UNA HERRAMIENTA, DE LOS CUALES, LA PUNTA 1 ESTA FORMADA POR UNA SERIE DE PORCIONES ESCALONADAS FORMADAS PARA CORTAR UNA HERRAMIENTA CUANDO GIRA LA BROCA DE LA BARRENA. EN VIRTUD DE LA CONFIGURACION 5 DE LA PUNTA DE LA BROCA DE LA BARRENA, TAL COMO SE DESCRIBE Y SE PROCLAMA AQUI, SE FACILITA UNA BROCA DE BARRENA 1 DE ALBAÑILERIA QUE TIENE UN RENDIMIENTO MEJORADO.

Description

Broca.

La presente invención se refiere a una punta de broca, y en particular a una punta de broca que es utilizable con perforadoras rotativas o de percusión o en martillos electroneumáticos.

Dicha punta de broca es utilizada de manera particular cuando se desea perforar hormigón, aglomerados, ladrillo, piedra natural o un material similar, y posteriormente será denominada en el presente documento como punta de broca para albañilería.

En las puntas de broca para albañilería conocidas, la herramienta de corte de metal duro o carburo está dotada de bordes para llevar a cabo la perforación de los materiales antes descritos. La herramienta de corte se encuentra soldada con cobre de forma habitual en un extremo del vástago de la punta de broca. El vástago es habitualmente un alma aplanada de acero retorcido de forma helicoidal que tiene un mango en su extremo libre para la inserción dentro de un mecanismo de mandril o de sujeción para una herramienta tal como aquellas que han sido descritas anteriormente.

Las puntas de broca para albañilería conocidas pueden hacer frente de forma adecuada a una gran cantidad de materiales a los que se desea perforar con la misma. Sin embargo, se conoce un material en particular que causa problemas a las puntas de broca para albañilería. Este material es el hormigón armado o "rebar".

El hormigón armado comprende una mezcla de cemento y grava (hormigón) armada por varillas de acero. Las varillas de acero mejoran la resistencia del hormigón e impiden que la estructura colapse en el caso que el hormigón falle o se debilite. De manera típica, las varillas de refuerzo son tensadas de manera previa de forma adicional para mejorar las propiedades materiales del hormigón armado.

Sin embargo, es la presencia de estas varillas la que causa problemas cuando se lleva a cabo una perforación utilizando puntas de broca para albañilería conocidas. En el momento que se encuentra con una varilla de acero, la herramienta de perforación es desviada afectando el orificio que está siendo perforado, o la punta de broca para albañilería simplemente extruye la barra de acero fuera de la trayectoria, dañando la punta de broca. En cualquier caso, la velocidad de penetración en profundidad se reduce de manera significativa. De forma típica, una vez que han sido encontradas cinco barras de acero, las puntas de broca para albañilería conocidas ya no son utilizables.

De manera adicional, mientras que es importante que una punta de broca para albañilería produzca un orificio en una pieza de trabajo tan rápidamente como resulte posible, se cree que la vida útil de la punta de broca y un mínimo de recorte del borde del orificio son considerados por los usuarios de las puntas de broca para albañilería como aspectos más importantes que el ahorro de tiempo necesario para perforar un orificio en un material determinado con la punta de broca.

La patente U.S.A. Nº 2879306 (Wheeler) ha intentado solucionar dichas cuestiones y da a conocer una punta de broca de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación principal. De forma adicional, la publicación de patente Nº EP-A-761927 presentada en el nombre de Black & Decker es también considerada como parte relevante de la técnica anterior a la presente solicitud de novedad únicamente respecto a aquellos estados designados del Reino Unido, Alemania, Francia, Suecia, España, Suiza y Países Bajos en virtud de su presentación con anterioridad a la fecha de prioridad de la presente solicitud de patente. La Publicación de Patente europea Nº EP-A-0761927 da a conocer una punta de broca de albañilería que tiene una herramienta de corte que incluye una parte central extendiéndose más delante de una parte exterior que tiene una forma que actúa como cincel durante la perforación por percusión y en la que la parte exterior tiene una forma que produce el corte de una pieza de trabajo a medida que la broca lleva a cabo la rotación.

Una ventaja de la presente invención es que proporciona un rendimiento mejorado en la perforación de una variedad de materiales, y en particular hormigón armado y proporciona una mejora en la vida útil y durabilidad de una punta de broca para albañilería.

De acuerdo con la presente invención, se da a conocer una punta de broca que comprende un vástago y una herramienta de corte para llevar a cabo el acoplamiento con una pieza de trabajo, estando conformada la herramienta de corte por una serie de partes escalonadas dispuestas a ambos lados del eje central de la punta de broca, cuyas partes escalonadas presentan una forma determinada para llevar a cabo el corte de una pieza de trabajo a medida que la broca gira alrededor del eje, un borde de cincel central incluido entre las partes escalonadas más interiores, en la que cada parte escalonada comprende dos bordes de corte simétricos en lados opuestos de la herramienta de corte e inclinados hacia atrás respecto al plano perpendicular al eje de la punta de broca, caracterizada porque el borde de cincel central se encuentra definido por dos pares de flancos inclinados alejándose del borde de cincel central.

Incluyendo un flanco en los bordes delanteros del borde del cincel central, de modo tal que el borde del cincel central tiene bordes delanteros negativos, las fallas de la herramienta de corte de la punta de broca son menos probables.

De forma preferente, los flancos de cada par se encuentran inclinados con ángulos diferentes. De forma más preferente, un flanco de cada par se encuentra inclinado con un ángulo entre 30º y 40º con respecto al plano perpendicular al eje del vástago, de manera ideal 35º de forma aproximada, y el otro flanco de cada par se encuentra inclinado con un ángulo entre 50º y 60º, de manera ideal 55º de forma aproximada, con respecto al mismo plano. El flanco delantero de cada par es de forma preferente el flanco que se encuentra inclinado con un ángulo de aproximadamente 55º.

En una realización, la herramienta de corte puede ser de carburo de tungsteno o algún otro material equivalente.

Si la herramienta de corte de la broca es de acero, se encuentra formada preferentemente de modo integral con el vástago de la punta de broca. Por supuesto, la herramienta de corte puede encontrarse fabricada a partir de un material diferente al material del vástago, en el caso que resulte más apropiado.

De manera preferente, cada parte escalonada comprende dos bordes simétricos de corte en los lados opuestos de la herramienta de corte. De manera adicional, los bordes de corte se encuentran inclinados de forma preferente hacia atrás con respecto a la parte de cincel central. De manera más preferente, se forma un ángulo entre 90º y 130º entre los dos bordes de corte en un plano que aloja al vástago. Como resultado, puede obtenerse un borde más definido para el orificio que está siendo perforado.

De forma preferente, cada borde de corte se encuentra definido por una cara plana que se extiende hacia atrás del borde de corte con un ángulo entre 35º y 40º con respecto al plano perpendicular al eje del vástago.

El vástago incluye de manera preferente un alma aplanada con forma de hélice para facilitar la eliminación de fragmentos de desecho producidos durante la perforación, como en la mayoría de las puntas de broca para albañilería normales.

La presente invención será descrita a continuación, a modo de ejemplo únicamente, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 muestra una vista en perspectiva de una herramienta de corte de punta de broca para la utilización en la presente invención;

la figura 2 muestra una vista lateral de la herramienta de corte de punta de broca de la figura 1;

la figura 3 muestra una vista en planta de la herramienta de corte de la punta de broca de la figura 1;

la figura 4 muestra una primera vista extrema de la herramienta de corte de la punta de broca de la figura 1;

la figura 5 muestra una segunda vista extrema de la herramienta de corte (10) de la punta de broca de la figura 1;

la figura 6 muestra una vista en perspectiva de una segunda realización de una herramienta de corte de punta de broca para la utilización en la presente invención; y

la figura 7 muestra una vista frontal de una punta de broca para albañilería.

Haciendo referencia a los dibujos, la punta de broca para albañilería de acuerdo con la presente invención puede comprender un vástago (3) (un extremo (2) del cual se muestra en fantasma en las figuras 2 a 5) y una herramienta de corte (1) de punta de broca. El vástago (3) incluye un mango (7) para la inserción en un mandril o porta-herramienta de una perforadora o martillo y un alma aplanada (9) de acero retorcido con forma de hélice que se extiende hacia adelante desde el mango (figura 7). El alma aplanada puede ser estriada o plana, dependiendo de lo que requiera la aplicación deseada. El extremo del alma aplanada se encuentra provisto con una ranura para recibir la herramienta de corte de la punta de broca (1). La herramienta de corte de la punta de broca (1) puede ser fabricada a partir de carburo de tungsteno cementado y fijada al alma aplanada mediante soldadura de cobre. De manera alternativa, la herramienta de corte (1) puede ser acoplada mediante soldadura u otra disposición de fijación mecánica adecuada.

Haciendo referencia ahora a las figuras 1 a 5, la herramienta de corte de la punta de broca (1) tiene un diámetro D y comprende una parte central (11) y una parte exterior (13). La parte central (11) tiene una anchura (B) entre 0,25D y 0,75D de forma aproximada. La anchura relativa particular de la parte central se encuentra determinada por el diámetro activo real de la punta de broca. Por ejemplo, si el diámetro activo es pequeño, por ejemplo, 4 mm, la anchura relativa de la parte central es grande de forma preferente, por ejemplo, 0,75D. Si el diámetro activo es grande, por ejemplo, 20 mm, la anchura relativa de la parte central es pequeña, por ejemplo, 0,33D. Esto es de este modo porque, si la anchura relativa de la parte central es grande para una punta de broca que tiene un diámetro activo grande, el borde del orificio producido mediante la punta de broca puede resultar astillado o dañado de otra manera durante la operación de perforación.

La parte central (11) tiene una forma determinada tal como para actuar como un cincel cuando la punta de broca está siendo utilizada con un perforador o martillo de percusión. En una utilización de este tipo, la parte central de un orificio que está siendo perforado es golpeada o cincelada con la parte central de la punta de broca, provocando la fisura y la desintegración de la pieza de trabajo en esta zona. La parte exterior de la punta de broca da forma a la parte exterior del orificio de la manera que será descrita.

La parte central (11) de la herramienta de corte de la punta de broca comprende un borde de cincel (15) conformado por dos conjuntos de flancos (17a), (17b); (19a), (19b). Durante el funcionamiento, la punta de broca llevará a cabo la rotación en la dirección de la flecha (A) mostrada en la figura 3. Como resultado, el borde delantero de la parte central (11) queda definido por los flancos (17a), (19a). Los flancos frontales (17a), (19a) se encuentran inclinados de manera típica con un ángulo entre 50º y 70º de forma aproximada con respecto al plano perpendicular al eje de la punta de broca. De manera preferente, el ángulo es de 60º de forma aproximada con respecto al plano perpendicular al eje de la punta de broca. Los flacos posteriores (17b), (19b) no presentan una pendiente tan inclinada, de forma típica se encuentran inclinados con un ángulo de 30º de manera aproximada con respecto al plano perpendicular al eje de la punta de broca.

El borde de cincel (15) puede encontrarse formado como un borde filoso en el que se unen los flancos. Sin embargo, se ha encontrado que una curvatura muy ligera ayuda a evitar los daños en la herramienta de corte durante la utilización, produciendo dicho daño la inestabilidad de la punta de broca.

La parte exterior de la herramienta de corte de la punta de broca (1) comprende, a cada lado de la parte central, bordes de corte (21) formados entre las superficies frontales y posteriores (23) de la herramienta de corte, junto con series de caras planas inclinadas (25) que se extienden hacia atrás de los bordes de corte (21). Las caras planas se extienden hacia atrás de los bordes de corte (21) con un ángulo entre 35º y 40º con respecto al plano perpendicular al eje del vástago. Los bordes de corte se encuentran formados por escalones. Los escalones comprenden una cantidad de partes descendentes que unen cada uno de las caras planas (25) de la serie. Una vez más, los bordes de corte (21) se encuentran provistos con una ligera curvatura, evitando de este modo los daños catastróficos provocados al borde de corte (21) durante la utilización.

Cada una de las superficies (23) frontales y posteriores conforman una cara delantera o de ataque en la dirección de la rotación de la punta de broca (dirección (A) cuando se mira como en la figura 3), en el que cada uno de los bordes de corte (21) se encuentran dispuestos hacia atrás a partir de las mencionadas superficies de ataque (23) (figura 5). Esto puede observarse claramente en las figuras 4 y 5 en las que el borde de corte (21) se encuentra formado entre las series de caras planas inclinadas (25), que se extienden hacia atrás de los bordes de corte (21) y una superficie inclinada frontal que se extiende hacia delante del borde de corte (21) y es substancialmente coplanar con los flancos (19a) y (17a), de manera respectiva (figura 4).

La cantidad de escalones se encuentra relacionada con el diámetro de la punta de broca. Una punta de broca de mayor tamaño (como en la realización de las figuras 1 a 5) tendrá de forma típica una mayor cantidad de escalones que una punta de broca de menor diámetro (como en la realización de la figura 6). El ángulo incluido entre la parte orientada hacia fuera de los bordes de corte (21) puede estar entre 90º y 130º de forma aproximada en el plano del vástago. La cantidad de escalones se encuentra también relacionada con la distancia que la punta de broca se desplaza durante un ciclo de martillado. De forma preferente, la altura de cada parte escalonada, en la dirección del eje de perforación, es como mínimo tres veces la distancia en que la punta de broca se desplaza durante un ciclo de martillado.

Los lados exteriores (27) de la herramienta de corte de la punta de broca pueden encontrarse inclinados hacia adentro de los bordes de corte (21). Esta disposición impide el pegado de incrustaciones en la punta de broca, y permite que la herramienta de corte de la punta de broca produzca un orificio cortado de forma clara y precisa en la pieza de trabajo. De manera similar, la parte central y cada uno de los escalones pueden encontrarse inclinados hacia dentro, alejándose de las superficies delanteras o de ataque (17a), (19a). De manera típica, el grado de inclinación o conicidad puede encontrarse entre 8º y 12º, y resulta preferente una inclinación de 8º como se ilustra en la figura 3.

Durante la utilización, una vez que el orificio ha sido comenzado como se ha descrito anteriormente, la parte exterior de la herramienta de corte de la punta de broca actúa para cortar el resto del orificio. Sin embargo, la presencia de los escalones en la parte exterior de la herramienta de corte de la punta de broca significa que la parte exterior puede actuar como un cincel hasta una extensión limitada a lo largo de los bordes de corte (21). Este proceso de perforación de dos acciones produce un orificio nítido y preciso en una pieza de trabajo. También, el cambio de la dirección de los bordes de corte por la formación en escalones, es decir, la interrupción de los bordes de corte, produce fuerzas de corte reducidas. Además, cualquier corte de metal de una barra (en hormigón armado), debido a la naturaleza interrumpida de los bordes de corte, se forma como astillas pequeñas en lugar de virutas de gran longitud, siendo transportadas las pequeñas astillas de forma sencilla fuera del sitio de perforación a lo largo del alma aplanada de acero retorcida con forma de hélice.

El diseño escalonado del borde de corte sirve para mejorar el rendimiento de corte de la herramienta de corte de la punta de broca en el caso de encontrarse con una barra en el hormigón armado dado que, en comparación con una herramienta de corte de punta de broca para albañilería estándar, un área más pequeña (un escalón) de la herramienta de corte hará contacto con la barra, creando una mayor fuerza por unidad de superficie del borde de corte en contacto con la barra que permite cortar la misma de forma más sencilla.

Una segunda realización de la herramienta de corte de la punta de broca de acuerdo con la presente invención se muestra en la figura 6. Esta realización resulta adecuada para una punta de broca de diámetro más pequeño que el diámetro de la punta de broca de la realización antes descrita.

La parte exterior de la herramienta de corte de la punta de broca (101) comprende, en cada lado de la parte central, bordes de corte (121) formados entre las superficies frontales y posteriores (123) de la herramienta de corte junto con una serie de caras planas inclinadas (125) que se extienden hacia atrás de los bordes de corte (121). Las caras planas se extienden hacia atrás de los bordes de corte (121) con un ángulo entre 35º y 40º de forma aproximada con respecto al plano perpendicular al eje de vástago. Los bordes de corte se encuentran formados con escalones. Los escalones comprenden una cantidad de partes descendentes que unen cada una de las caras planas (125) en series.

Entre los escalones más interiores, existe un borde de cincel central (115) definido por dos pares de flancos ((117a), (119b) mostrados; (117b), (119a) no mostrados) inclinados alejándose del borde de cincel central. Un flanco (117b), (119b) de cada par se encuentra inclinado con un ángulo entre 30º y 40º con respecto al plano perpendicular al eje de la punta de broca. Un flanco de cada par (117a), (119a) se encuentra inclinado con un ángulo entre 50º y 60º con respecto al plano perpendicular al eje de la punta de broca.

Claims (16)

1. Punta de broca, que comprende un vástago (3) y una herramienta de corte (1) para hacer contacto con una pieza de trabajo, estando conformada la herramienta de corte (1) por una serie de partes escalonadas dispuestas a ambos lados de un eje central de la punta de broca, encontrándose conformadas dichas partes escalonadas para llevar a cabo el corte de una pieza de trabajo a medida que la broca gira alrededor de su eje, un borde de cincel central (15) incluido entre las partes escalonadas más interiores, en la que cada parte escalonada comprende dos bordes de corte simétricos (21) en los lados opuestos de la herramienta de corte, y encontrándose dichos bordes de corte (21) inclinados hacia atrás con respecto al plano perpendicular al eje de la punta de broca, caracterizada porque:

el borde de cincel central (15) se encuentra definido por dos pares de flacos (17a, 17b, 19a, 19b) inclinados, alejándose del borde de cincel central (15).

2. Punta de broca, de acuerdo con la reivindicación precedente, en la que la serie de partes escalonadas es de dos o tres.

3. Punta de broca, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que los flancos (17a, 17b, 19a, 19b) de cada par se encuentran inclinados con ángulos diferentes respecto al plano perpendicular al eje de la punta de broca.

4. Punta de broca, de acuerdo con la reivindicación 3, en la que un flanco (17b, 19b) de cada par se encuentra inclinado con un ángulo entre 30º y 40º con respecto al plano perpendicular al eje de la punta de broca.

5. Punta de broca, de acuerdo con las reivindicaciones 3 ó 4, en la que un flanco (17a, 19a) de cada par se encuentra inclinado con un ángulo entre 50º y 70º con respecto al plano perpendicular al eje de la punta de broca.

6. Punta de broca, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la herramienta de corte se encuentra formada por carburo de tungsteno.

7. Punta de broca, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la parte central (11), conformada por el borde de cincel y dos pares de flancos, se encuentra formada por acero.

8. Punta de broca, de acuerdo con la reivindicación 7, en la que la parte central (11) se encuentra formada de modo integral con el vástago.

9. Punta de broca, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que se forma un ángulo de entre 90º y 130º entre los dos bordes de corte simétricos en un plano que se extiende a lo largo del eje del vástago.

10. Punta de broca, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que cada uno de los bordes de corte (21) se encuentra definido por una serie de caras planas (25) que se extienden hacia atrás desde los bordes de corte con un ángulo de entre 35º y 40º con respecto al plano perpendicular al eje del vástago.

11. Punta de broca, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el vástago incluye un alma aplanada con forma de hélice (9) para facilitar la eliminación de fragmentos de desecho producidos durante la perforación.

12. Punta de broca, de acuerdo con la reivindicación 11, en la que el alma aplanada (9) incluye estrías.

13. Punta de broca, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el grado de inclinación o conicidad de las partes escalonadas se encuentra entre 8º y 12º.

14. Punta de broca, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la herramienta de corte (1) se encuentra conformada de una cara de ataque o frontal (23) en la dirección de rotación y que se encuentra en un plano sustancialmente paralelo con el eje, en la que los bordes de corte (21) se encuentran dispuestos hacia atrás de la mencionada cara frontal o de ataque.

15. Punta de broca, de acuerdo con la reivindicación 14, en la que los bordes de corte (21) se encuentran formados entre series de caras planas inclinadas hacia atrás (25) y la superficie frontal inclinada que se extiende hacia delante en dirección a la cara de ataque (23).

16. Punta de broca, de acuerdo con la reivindicación 15, en la que el ángulo entre las mencionadas caras planas inclinadas hacia atrás y la dicha superficie inclinada frontal se encuentra entre 90º y 130º.