ES2298473T3 - Broca para hormigon. - Google Patents

Abstract

Broca para hormigón para una máquina manual accionada con movimiento de rotación y percusión, con una pieza de corte (1) y, limitada por ella, una pieza percutora (2) desplazable de modo axial, que presentan respectivamente áreas de trabajo frontales para mecanizar una superficie de perforación (7), asimismo, en caso de rotación de la broca para hormigón, las áreas de trabajo frontales respectivas de la pieza de corte (1) y de la pieza percutora (2) se superponen radialmente y, al menos en el extremo frontal del lado de la cabeza, la pieza percutora (2) y la pieza de corte (1) están configuradas encajadas entre sí en el nivel perpendicular por segmentos, con al menos dos segmentos de percusión (2a, 2b) y al menos dos segmentos de corte (1a, 1 b), caracterizada porque los segmentos de percusión (2a, 2b) y los segmentos de corte (1a, 1b), adyacentes perimetralmente, conforman superficies de segmentos intermedios comunes (3) que se extienden axialmente.

Description

Broca para hormigón.

La presente invención caracteriza a una broca para hormigón accionable por una máquina manual, con movimiento de rotación y percusión, con insertos de material duro.

Usualmente las pequeñas brocas para hormigón accionables por una máquina manual, con un diámetro de perforación de hasta 40 mm., a las que se limita la presente invención, están configuradas o bien en una sola pieza como broca de percusión con una cabeza de broca fija con insertos de material duro, o en dos piezas con una cabeza de broca móvil con una limitación de movimiento axial en relación con el vástago de la broca, y con insertos de material duro. Este tipo de insertos de material duro, sometidos a esfuerzos por rotación y por percusión, presentan usualmente un filo romo con un radio de corte mayor a 1/20 del diámetro de perforación, así como un ángulo de desprendimiento negativo de -25º a -45º, por lo cual se requiere de mucha energía de percusión para el proceso dominante de extracción moledor y sólo se perforan de modo ineficiente los hierros armados integrados en el hormigón. La intensa conducción del sonido por el aire y por el cuerpo, generada por la elevada energía de percusión, se encuentra especialmente en los ramos de la construcción principales y secundarios.

Acorde a la memoria US4852672, una broca para hormigón pequeña presenta una pieza que solamente corta y una pieza percutora conducida por separado en el vástago del la broca, que genera una perforación piloto adelantándose algo en dirección axial para distender la superficie de perforación. Acorde a la memoria DE19748987, una broca grande para roca está configurada con una pieza de corte provista de dientes de material duro y que sólo rota, y una pieza percutora ejecutada, además, por separado, acorde a la memoria DE19950599, que se puede empujar con un empujador que se encuentra en el vástago de la broca, que genera una perforación piloto adelantándose algo en dirección axial para distender la superficie de perforación. A través de esta separación espacial de las funciones sólo actúa un único proceso de extracción sobre un área de estructura fina en la superficie de perforación.

La memoria US 1863928 conforma el término genérico para la reivindicación 1 y presenta una broca de gran diámetro para perforar pozos profundos por rotación y percusión con una pieza de corte y, limitada por ella, una pieza percutora (2) desplazable de modo axial que presentan respectivamente áreas de trabajo frontales para mecanizar una superficie de perforación, asimismo el área de trabajo frontal respectiva de la pieza de corte y de la pieza percutora se superponen radialmente en caso de rotación de la broca.

El objetivo de la presente invención consiste en realizar una pequeña broca para hormigón accionable por una máquina manual con rendimiento de perforado eficiente en hormigón armado y no armado. Otro aspecto consiste en la reducción de la energía de percusión requerida.

Este objetivo se alcanza a través de las características de la reivindicación independiente 1. Los perfeccionamientos ventajosos se desprenden de las subreivindicaciones.

Esencialmente, una broca pequeña presenta una pieza de corte y, limitada por ella, una pieza percutora (2) desplazable de modo axial, que presentan respectivamente áreas de trabajo frontales para mecanizar una superficie de perforación, asimismo, las áreas de trabajo frontal respectivas de la pieza de corte y de la pieza percutora se superponen radialmente en caso de rotación.

Dada la superposición radial de las áreas de trabajo frontales, y a través de la rotación, la parte asignada de la superficie de perforación es atacada alternadamente por la pieza de corte y la pieza percutora, por lo cual, sobre la superficie de perforación actúan dos procesos de extracción diferentes alternados temporalmente, asimismo la pieza percutora que impacta sobre la superficie hiere previamente la zona de ataque en un área de estructura fina axial de 0,1 mm - 1,0 mm, en la cual las fuerzas requeridas para el ataque mecanizado (fuerza normal y de corte) son esencialmente menores a la fuerza requerida en caso de material no herido previamente. Experimentos correspondientes comprueban un descenso de la fuerza de mecanizado en hasta 80º. La extracción que se realiza entonces esencialmente por mecanizado es eficiente tanto en el caso de hormigón armado como no armado. Por el posible descenso de la energía de percusión se reduce la conducción del sonido por el aire y por el cuerpo. Asimismo, las máquinas manuales accionadoras pueden ser realizadas más pequeñas, más livianas y con menor vibración.

Ventajosamente, las áreas de trabajo se superponen radialmente en la torsión desde un área central pequeña hasta el radio de perforación total, por lo que casi toda la perforación completa es atacada con dos procesos de extracción diferentes.

Ventajosamente, en una posición intermedia de la pieza percusora, en caso de rotación, la pieza de corte y la pieza percutora conforman una superficie de cabeza envolvente esencialmente común, plana, ligeramente bombeada o ligeramente cónica en el extremo frontal del lado de la cabeza, por lo que, en caso de esfuerzo de percusión reiterado, la pieza de corte y la pieza percutora están alternadamente liberadas respecto de la superficie de perforación, por lo cual ambos procesos de ataque están completamente desacoplados.

Al menos en el extremo frontal del lado de la cabeza, la pieza percutora y la pieza de corte están configuradas, encajadas entre sí, por segmentos en el nivel perpendicular, con al menos dos segmentos de percusión y al menos dos segmentos de corte por lo cual, en caso de una rotación de la broca para hormigón, la pieza de corte y la pieza percutora están asignadas varias veces de modo alternado al trabajo en un área de estructura fina en la superficie de perforado.

Es fundamental que los segmentos percutores y los segmentos de corte adyacentes perimetralmente conformen superficies de segmentos intermedios comunes que se extiendan axialmente, por lo cual se realice una guía axial simple mutua y un arrastre por rotación de los segmentos percutores.

Ventajosamente, al menos dos segmentos percutores están unidos entre sí en el extremo frontal del lado de la cabeza de la pieza percutora, por lo cual ésta presenta una geometría resistente.

Ventajosamente, exactamente dos segmentos de percusión opuestos diametralmente y unidos entre sí están dispuestos encajados en dos segmentos de corte opuestos diametralmente y sin conectar, por lo cual, mediante una guía mutua, se puede realizar una pieza percutora relativamente compactar y con ello muy resistente.

Ventajosamente, las aristas de corte de la pieza de corte, o de los segmentos de corte, presentan un radio de corte menor a 1/20 del diámetro de perforación y además, también ventajosamente, un ángulo de desprendimiento en el área de los -10º a +10º, por lo que éstos están optimizados para un proceso de ataque mecanizado, y cortan lo suficientemente bien los hierros armados.

Ventajosamente, las aristas de corte están configuradas por insertos de material duro, y aún más ventajosamente, con insertos de material duro con capas de diamantes policristalinos (PKD) que se desgastan menos y con ello presentan una vida útil más prolongada.

Ventajosamente, a la pieza percutora le está asignado un empujador (9) conducido por separado de manera móvil en el vástago de la broca, por lo cual se puede transmitir un impulso percutor de gran inclinación que corre axialmente por él con poco reflejo y de ese modo es transmisible casi por completo a la pieza percutora, que impacta en la superficie de perforado y hiere previamente la zona de ataque en el área de estructura fina.

Ventajosamente la pieza percutora está realizada en un material muy resistente al desgaste, por ejemplo, de un portador de metales duros con forma de calota revestido de PKD, por lo cual se eleva la vida útil de la pieza percutora.

Ventajosamente, la pieza de corte está alojada de manera móvil, con una limitación de movimiento axial respecto de un extremo de inserción para la toma en una máquina manual, por lo cual está completamente desacoplada del esfuerzo percutor, por lo cual los filos son sometidos a un menor esfuerzo y presentan una vida útil más prolongada.

Ventajosamente, la pieza de corte, y aún más ventajosamente, el vástago de la broca, están pretensados con un medio elástico de modo axial y elástico contra el extremo de inserción, por lo cual se realiza una fuera normal definida de la pieza de corte sobre la pieza a mecanizar.

Ventajosamente, el corte trasversal a través del extremo frontal del lado de la cabeza presenta espacios libres, de modo aún más ventajoso, presenta grandes segmentos de espacios libres, por lo cual el residuo del desgaste es evacuado por el hueco de perforación.

Ventajosamente un vástago de la broca unido de modo fijo no rotatorio con la pieza de corte, está configurado como cilindro hueco, por lo cual en el interior del vástago se puede aspirar el residuo del desgaste de la perforación.

La invención se describe en mayor detalle en relación a un ejemplo de ejecución ventajoso:

Figura 1: como una representación en perspectiva del extremo frontal del lado de la cabeza de la broca para hormigón,

Figura 2: como una proyección horizontal del extremo frontal del lado de la cabeza de la broca para hormigón,

Figuras 3a, 3b: como cortes longitudinales desplazados en 90º.

Acorde a las figuras 1, 2, el extremo frontal del lado de la cabeza de una pequeña broca accionable rotatoriamente presenta una pieza de corte 1 y, limitada por ella, una pieza percutora 2 desplazable de modo axial y normal al nivel de representación en la figura 2, asimismo, en caso de rotación, las áreas de trabajo respectivas de la pieza de corte y de la pieza percutora se superponen radialmente desde un área central pequeña hasta el radio de perforación total. La pieza percutora 2 y la pieza de corte 1están configuradas en el nivel perpendicular por segmentos, con dos segmentos de percusión 2a, 2b y dos segmentos de corte 1a, 1b, y encajadas entre sí; a su vez, los segmentos de percusión 2a, 2b y los segmentos de corte 1a, 1b adyacentes perimetralmente, conforman superficies de segmentos intermedios comunes 3 que se extienden axialmente. Las aristas de corte afiladas de los segmentos de corte 1a, 1b, configuradas por insertos de material duro 4 con capas de diamante policristalino (PKD), presentan un ángulo de desgaste de 0º; por delante, en la dirección de giro, están alojados los grandes segmentos de espacios libres 5.

Acorde a las figuras 3a, 3b, la pieza de corte 1, y la pieza percutora 2 que se encuentra en una posición axial intermedia de metal duro revestido de PKD, conforman, en caso de una torsión, una superficie de cabeza envolvente 6 esencialmente común y ligeramente bombeada en el extremo frontal del lado de la cabeza, que ataca a la superficie de perforación asignada 7. Un vástago de broca 8 unido de manera fija no rotatoria con la pieza de corte 1, está configurado como cilindro hueco. A la pieza percutora 1 le está asignado un empujador 9 conducido por separado de manera móvil en el vástago de la broca 8, asimismo el espacio libre 5 se extiende entre ellos en toda su longitud. Acorde a la figura 3a, la pieza de corte 1 está unida, a través del vástago de la broca 8 y con una limitación de movimiento axial, a un extremo de inserción 10 que presenta ranuras de arrastre de torsión 11 y ranuras de bloqueo 12 cerradas axialmente.

El espacio libre 5 está unido a las aberturas de aspirado 13 en el vástago de la broca 8. La pieza de corte 1 está pretensada de modo axial y elástico contra el extremo de inserción 10 a través del vástago de la broca 8, con por ejemplo, un resorte helicoidal como medio elástico 14.

Claims (13)

1. Broca para hormigón para una máquina manual accionada con movimiento de rotación y percusión, con una pieza de corte (1) y, limitada por ella, una pieza percutora (2) desplazable de modo axial, que presentan respectivamente áreas de trabajo frontales para mecanizar una superficie de perforación (7), asimismo, en caso de rotación de la broca para hormigón, las áreas de trabajo frontales respectivas de la pieza de corte (1) y de la pieza percutora (2) se superponen radialmente y, al menos en el extremo frontal del lado de la cabeza, la pieza percutora (2) y la pieza de corte (1) están configuradas encajadas entre sí en el nivel perpendicular por segmentos, con al menos dos segmentos de percusión (2a, 2b) y al menos dos segmentos de corte (1a, 1b), caracterizada porque los segmentos de percusión (2a, 2b) y los segmentos de corte (1a, 1b), adyacentes perimetralmente, conforman superficies de segmentos intermedios comunes (3) que se extienden axialmente.

2. Broca para hormigón acorde a la reivindicación 1, caracterizada porque en caso de torsión, las áreas de trabajo se superponen radialmente desde un área central pequeña hasta el radio de perforación total.

3. Broca para hormigón acorde a la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque en una posición axial intermedia de la pieza percutora (2), la pieza de corte (1) y la pieza percutora (2) conforman, en caso de una torsión, una superficie de cabeza envolvente (6) esencialmente común en el extremo frontal del lado de la cabeza.

4. Broca para hormigón acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos dos segmentos de percusión (2a, 2b) están unidos entre sí en el extremo frontal del lado de la cabeza de la pieza percutora (2).

5. Broca para hormigón acorde a la reivindicación 4, caracterizada porque exactamente dos segmentos de percusión opuestos diametralmente y unidos entre sí (2a, 2b) están dispuestos encajados en dos segmentos de corte (1a, 1b) opuestos diametralmente y sin conectar.

6. Broca para hormigón acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las aristas de corte de la pieza de corte (1) o de los segmentos de corte (1a, 1b) presentan un radio de corte menor a 1/20 del diámetro de perforación y opcionalmente un ángulo de desprendimiento en el área de los -10º a +10º.

7. Broca para hormigón acorde a la reivindicación 4, caracterizada porque las aristas de corte están configuradas por insertos de material duro (4), y porque opcionalmente los insertos de material duro (4) presentan capas de diamantes policristalinos (PKD).

8. Broca para hormigón acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque a la pieza percutora (2) le está asignado un empujador (9) conducido por separado de manera móvil en el vástago de la broca (8), con una limitación de movimiento axial.

9. Broca para hormigón acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la pieza percutora (2) está configurada de un material muy resistente al desgaste.

10. Broca para hormigón acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la pieza de corte (1) está alojada de manera móvil, con una limitación de movimiento axial respecto de un extremo de inserción (10) para la toma en una máquina manual.

11. Broca para hormigón acorde a la reivindicación 10, caracterizada porque la pieza de corte (1) está pretensada con un medio elástico (14) de modo axial y elástico contra el extremo de inserción (10).

12. Broca para hormigón acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el extremo frontal del lado de la cabeza presenta, en el nivel perpendicular, al menos un espacio libre (5) configurado opcionalmente como un segmento de gran superficie.

13. Broca para hormigón acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque un vástago de broca (8), unido de manera fija no rotatoria con la pieza de corte (1), está configurado como cilindro hueco.