ES2298473T3 - Broca para hormigon. - Google Patents
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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.
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