PL199737B1 - Wiertło przebijające - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy wiert la zawieraj acego ogólnie cylindryczny korpus (2) zako nczony g lowic a (3) i zaopatrzony wzd lu z co najmniej cz esci swojej d lugo sci w ogólnie spiralny od- prowadzaj acy rowek (5). Rowek (rowki) (5) jest/s a ograniczony wzd lu z co najmniej cz esci swojej d lugo sci przez kolejne fesetki (7) po la- czone jedna z drug a i powi azane jedna z drug a przez ostre kraw edzie albo promieniami lacze- nia (8). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wiertło przebijające.

Przyrządy wiertnicze a zwłaszcza wiertła posiadają zwykle korpus o ogólnie cylindrycznym kształcie, zakończony głowicą i posiadają zazwyczaj w co najmniej części długości swojego korpusu, jeden lub wiele rowków odprowadzających spiralnych, przeznaczonych do odprowadzania odpadów (pyłów), powstałych w czasie wiercenia, poza obszar pracy głowicy i poza wiercony otwór. Te rowki składają się zwykle z jednego lub wielu gładkich wzniesień spiralnych, które zapewniają odprowadzanie pyłów dzięki ruchowi obrotowemu przyrządu wiertniczego, zgodnie z zasadą przenośnika śrubowego (śruby Archimedesa). W tym sposobie odprowadzania, pyły pochodzące z wiercenia są „bierne i nie biorą udziału w procesie odprowadzania.

Doświadczenie pokazało, że jeśli zdolność rowków do odprowadzania nie jest wystarczająca lub jest nieskuteczna, gromadzenie pyłów może mieć miejsce na dnie wierconego otworu w momencie wiercenia. W tym przypadku, granulometria tych ostatnich zmniejsza się i drobne cząsteczki w ten sposób utworzone gromadzą się i zatykają obszary odprowadzania przy dnie otworu oraz powodują większe zużycie wkładki karbidowej i stali występujących w głowicy wiertła i w korpusie przyrządu wiertniczego. Ponadto, gromadzenie się pyłów powoduje wzrost ciśnienia przy dnie otworu. Należy zwrócić uwagę na fakt, że powyżej pewnej wartości ciśnienia występuje zjawisko rozprężenia (wylot) nagromadzonych pyłów, które są wtedy odprowadzane z obszaru obróbki. Jednakże, konieczne jest uniknięcie wprowadzania nadmiernego ciśnienia, przez pozostawienie wystarczającej zdolności rowków do odprowadzania, w celu uniknięcia zatkania tych rowków, zwłaszcza w okolicy głowicy przyrządu wiertniczego. Zbyt duże ciśnienie przy dnie otworu powoduje szarpnięcie w czasie wiercenia, w momencie zjawiska wylotu nagromadzonych pył ów (rozprężenie). Ten sposób dział ania jest szkodliwy dla pracy wiertła, ze względu na szybkość wiercenia z jednej strony i czas trwania z drugiej strony, ponieważ kolejne wzrosty ciśnienia na przy głowicy wiertła i/lub w obróbce cięciem powoduje wzrost naprężeń, które mają wpływ na uszkodzenie tego wiertła. Obecnie, wiertła nie posiadają kanałów zmniejszających wzrost ciśnienia i dąży się do jego uniknięcia tak jak to jest możliwe poprzez proste nadanie rowkom zdolności należytego odprowadzania.

Patenty DE 3826239 A, US 2322894 A i DE 2013327 B przedstawiają wiertła z rowkami spiralnymi, w rodzaju tu opisanym, w których część lub całość powierzchni wspomnianych rowków zawiera żłobki lub rowki dla osiągnięcia różnych celów: zmniejszenie tarcia, ułatwienie operacji cięcia, ułatwienie ustawienia, transport odpadów poprzez wibrację. We wszystkich tych patentach żłobki lub rowki o ma ł ych rozmiarach, odpowiadają stanowi powierzchni wiertł a już obrobionego a ich efekt jest taki jak działanie powierzchni. Uzyskanie wspomnianych żłobków lub rowków może także stanowić skomplikowaną i kosztowną operację w produkcji tych wierteł.

Celem wynalazku jest opracowanie wiertła przebijającego umożliwiającego zwiększenie szybkości pracy i trwałości, oraz o zmniejszonym koszcie.

Wiertło przebijające, posiadające ogólnie cylindryczny korpus, zakończony głowicą i zaopatrzony w przynajmniej części długości swojego korpusu, w jeden lub wiele rowków odprowadzających, ogólnie spiralnych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że rowek lub rowki odprowadzające są ograniczone wzdłuż co najmniej części swojej długości przez kolejne ścianki połączone jedna z drugą.

Korzystnie, ścianki rowków odprowadzających są powiązane ze sobą ostrymi krawędziami.

Korzystnie, ścianki rowków odprowadzających są powiązane między sobą promieniami łączenia, w sposób wypukły lub wklęsły.

Korzystnie, kolejność ścianek tworzy na całej lub części długości każdego rowka odprowadzającego, przemienność obszarów o mniejszej głębokości i/lub szerokości zwanych „korytarzami sprężania i obszarów o głębokości i/lub szerokości większej zwanych „komorami podciśnieniowymi/depresyjnymi.

Korzystnie, krawędzie o kształcie ogólnie spiralnym, oddzielające rowki odprowadzające przedstawiają regularną lub nieregularną przemienność wąskich obszarów i szerokich obszarów.

Korzystnie, tworzące wyznaczające ścianki i ich powiązania przedstawiają przesunięcie osiowe i przesunię cie ką towe jednego rowka w stosunku do drugiego.

Korzystnie, tworzące określające ścianki i ich powiązania przedstawiają przesunięcie osiowe i są osiowo wyrównane wzgl ę dem siebie.

Wiertło przebijające ma rowek lub rowki odprowadzające ograniczone w co najmniej części swojej długości przez kolejne, połączone ze sobą ścianki.

PL 199 737 B1

W ten sposób, gł ówną ideą wynalazku jest fakt, ż e rowki odprowadzają ce pył y, które wypł ywają z materiału wierconego przez wiertło, nie tworzą już kształtu spiralnego cią głego, lecz małe kolejne ścianki, zwane „fasetkami powiązane ze sobą, które mogą tworzyć różne kształty. Bardziej szczegółowo, ścianki te uzyskuje się w celu wykonania wielu rowków wzdłuż tworzących spiralnych lub nie, które biegną po torze, oddalając się lub zbliżając na przemian, regularnie lub nie regularnie w kierunku wzdłużnej osi wiertła. Te tworzące, które są w stosunku do siebie kątowo i/lub osiowo przesunięte, pozwalają na pobudzenie rowków odprowadzających pyły. Kształty ścianek określające rowki odprowadzające, mogą być regularne lub nieregularne, płaskie lub wklęsłe i bardziej lub mniej złożone. Te ścianki mogą być powiązane ze sobą ostrymi krawędziami lub promieniami łączenia o kształcie wypukłym lub wklęsłym.

Bardziej szczegółowo, kolejność tych ścianek jest taka aby wywołać na całej lub części długości każdego rowka odprowadzającego, zjawisko przemienności obszarów o mniejszej głębokości i/lub szerokości zwanych „kanałami sprężania i obszarów o głębokości i/lub szerokości większej zwanych „komorami podciśnieniowymi/depresyjnymi. Te zmiany głębokości i/lub szerokości mogą być bardziej lub mniej regularne lub przeciwnie, przypadkowe.

Taki układ pozwala, w czasie stosowania wiertła, na wykorzystanie i utrzymanie miejscowe, w rowkach odprowadzających, zjawiska wprowadzania ciśnienia i podciśnienia pyłów pochodzących z wiercenia w celu uł atwienia ich odprowadzenia. W ten sposób w pierwszym etapie, pył jest ś ciskany na poziomie „kanałów sprężania akumulując w ten sposób energię. Następnie ta gromadząca się energia zostaje zwrócona w czasie rozprężenia pyłu na poziomie „komór podciśnieniowych. Ponadto, stała kontrola wprowadzania ciśnienia pyłów z wiercenia, wzdłuż korpusu świdra, uniemożliwia opadanie tych pyłów na dno wierconego otworu, pod wpływem działania grawitacji.

Oczywistym jest, że kolejne ścianki wiertła przebijającego, będącego celem wynalazku określają układ przestrzenny lub objętościowy rowków tego wiertła, a inaczej mówiąc określają ogólny kształt wiertła, i nie są porównywalne ze stanem powierzchni wynikającym z rowków i kanalików jak opisano w stanie techniki cytowanym powyż ej. Biorą c pod uwagę poprzednie wyjaś nienia, wydaje się również , że kolejne ścianki wytwarzają w czasie stosowania wiertła, działanie objętościowe a nie działanie powierzchniowe.

Taki układ w konsekwencji powoduje również ewentualną zmianę grubości: rdzenia i/lub krawędzi (lub przewodów prowadzących) wiertła, w zależności od tego czy profil jest symetryczny lub nie w odniesieniu do wzdłużnej osi przyrządu wiertniczego. W tym ostatnim przypadku, nieregularności na poziomie krawędzi pozwalają na optymalizację funkcji prowadzenia wiertła (poprzez obecność „szerokich obszarów) w otworze, całkowicie ograniczając tarcie o ściany otworu (poprzez obecność „wąskich obszarów). Ponadto, w obszarach, w których krawędź jest szeroka, uzyskuje się podporę odporną na sprężanie na poziomie promieni łączenia, lub połączeń innego rodzaju, które stanowią „kanały sprężania.

Dzięki takiemu działaniu, a zwłaszcza w efekcie utrzymywanego/stałego wprowadzania ciśnienia/podciśnienia proces odprowadzania pyłów jest wzmożony i może być ulepszony poprzez znaczne zwiększenie objętości odprowadzania. Uzyskuje się w ten sposób większą szybkość wiercenia, która przedłuża trwałość wiertła, usprawnia odprowadzenie pyłów ograniczając siły wywierane na korpus wiertła.

Ponadto, ponieważ rowki odprowadzające typowych wierteł uzyskuje się poprzez ciągłą spiralną obróbkę, ścianki ograniczające rowki odprowadzające wiertła są uzyskiwane poprzez przejście prostoliniowe lub nie przyrządu wiertniczego lub przyrządów wiertniczych przy usuwaniu materiału, ale również poprzez procesy odkształcenia materiału stanowiącego korpus wiertła, a zwłaszcza poprzez kucie, co pozwala na zmniejszenie kosztów produkcji wierteł o których mowa.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z boku wiertła zgodnie z wynalazkiem, w pierwszej postaci wykonania, fig. 2 przedstawia perspektywiczny częściowy widok, w skali powiększonej, pokazując szczegółowo obszar głowicy wiertła z fig. 1, fig. 3 - przedstawia inny widok wiertła z boku według strzałki F1 z fig. 1, fig. 4 przedstawia widok samego wiertła w przekroju poprzecznym według linii V - IV z fig. 3, fig. 5 - przedstawia inny widok w przekroju poprzecznym, według linii V - V z fig. 3, fig. 6 - przedstawia widok z boku wiertła według wynalazku w drugiej postaci wykonania, fig. 7 - przedstawia częściowy perspektywiczny widok w skali powiększonej, pokazujący szczegół obszaru głowicy wiertła z fig. 6, fig. 8 przedstawia inny widok z boku wiertła, według strzałki F2 z fig. 6, fig. 9 - przedstawia widok w przekroju poprzecznym samego wiertła, według linii IX - IX z fig. 8, fig. 10 - przedstawia inny widok w przekro4

PL 199 737 B1 ju, według linii X - X z fig. 8, fig. 11 - przedstawia widok z boku wiertła zgodnie z wynalazkiem, w trzeciej postaci wykonania, fig. 12 - przedstawia częściowy perspektywiczny widok, w skali powiększonej, ilustrując szczegół obszaru głowicy wiertła z fig. 11, fig. 13 - przedstawia inny widok z boku wiertła, według strzałki F3 z fig. 11, fig. 14 - przedstawia widok w przekroju poprzecznym samego wiertła, według linii XIV - XIV z fig. 13, fig. 15 - przedstawia inny widok w przekroju poprzecznym, według linii XV - XV z fig. 13, fig. 16 - przedstawia widok z boku wiertła zgodnie z wynalazkiem, w czwartej postaci wykonania, fig. 17 - przedstawia częściowy perspektywiczny widok, w powiększonej skali, ilustrując szczegół obszaru głowicy wiertła z fig. 16, fig. 18 - przedstawia inny widok z boku wiertła, według strzałki F4 z fig. 16, fig. 19 - przedstawia widok w przekroju poprzecznym samego wiertła, według linii XIX - XIX z fig. 18, fig. 20 - przedstawia inny widok w przekroju poprzecznym, według linii XX - XX z fig. 18.

Wiertło, zawiera korpus wiertła 2 o kształcie cylindrycznym, zakończony na jednym końcu głowicą 3, zaopatrzoną we wkładkę karbidową 4, podczas gdy drugi koniec (nie widoczny) korpusu wiertła 2 jest zaopatrzony w mocowanie. W co najmniej jednej części długości korpusu wiertła 2 od głowicy 3 rozcią gają się rowki odprowadzają ce 5 o kształ cie ogólnie cylindrycznym, które sł u żą do odprowadzania pyłów w czasie wiercenia otworu wiertłem. Rowki odprowadzające 5 są oddzielone od siebie częściami wypukłymi 6 o kształcie ogólnie spiralnym, zwanymi „krawędziami.

Według wynalazku, każdy rowek odprowadzający 5 jest ograniczony przez kolejne ścianki 7. Dokładniej, w pierwszym przykładzie wykonania przedstawionym na fig. od 1 do 5, ścianki 7 rowków odprowadzających 5 są powiązane ze sobą poprzez obszary łączenia 8, które mają pewnego rodzaju promień krzywej.

Krawędzie 6 mają w swoich częściach przemiennie ułożone regularnie lub nie regularnie wąskie obszary 9 i szerokie obszary 10.

W przykł adzie przedstawionym na fig. od 1 do 5, wiertł o ma dwa rowki odprowadzają ce 5 i 5' i kształ ty jak opisano poprzednio, a zarówno dla rowków 5 i 5' a dla krawę dzi 6 powtarzają się według skoku P.

W czasie stosowania wiertła, ścianki 7 rowków odprowadzających 5 i 5' stanowią, wraz ze ś cianą otworu wierconego, „komory podciśnieniowe, podczas gdy obszary łączenia 8 działają jako „kanały sprężania.

Obydwa rowki 5 i 5' ze swoimi ściankami 7 i promieniami łączenia 8 mogą być tu wykonywane poprzez nacinanie wielorowkowe wzdłuż spiralnych tworzących, które biegną po torze oddalając się i zbliżając na przemian, regularnie lub nieregularnie od wzdłużnej osi wiertła, przy czym tworzące te są oddalone kątowo i osiowo od rowków, w celu utworzenia poszczególnych kształtów rowków odprowadzających 5 i 5', ze swoimi fasetkami 7 i promieniami łączenia 8.

Figury od 6 do 10 przedstawiają pierwszy wariant wiertła, przy czym elementy odpowiadające elementom opisanym poprzednio zostały przedstawione poprzez takie same odnośniki liczbowe.

W tym wariancie, korpus wiertł a 2 przedstawia cztery rowki odprowadzają ce 5, 5', 5'' i 5''', o ogólnie spiralnym kształcie. Rowki te charakteryzują się kolejnymi ściankami 7 o zaokrąglonym profilu, które łączą się wzdłuż linii 8' tworząc krawędzie, bez promienia łączenia. Ponadto, od jednego rowka do drugiego tworzące określają ścianki 7 a ich łączenia 8' przedstawiają osiowe przesuwanie, ale nie przedstawiają żadnego kątowego przesuwania.

Figury od 11 do 15 przedstawiają drugi wariant, zbliżony do postaci wykonania z fig. od 6 do 11 i zawierający jeszcze w szczególności korpus wiertła 2 z czterema rowkami odprowadzającymi 5, 5', 5'' i 5''', Ścianki 7 tych rowków zawierają tu także łączenia 8', bez promienia i są określone przez tworzące przedstawiające osiowe przesunięcie, ale nie przedstawiają żadnego kątowego przesunięcia jednego rowka od drugiego. W przeciwieństwie do poprzedniego przykładu wykonania, rowki odprowadzające od 5 do 5'' nie mają tu zaokrąglonego profilu.

Wreszcie, fig. od 16 do 20 przedstawiają trzeci wariant, w którym korpus wiertła 2 przedstawia trzy rowki odprowadzające 5, 5' i 5'', ze ściankami 7 obejmującymi łączenia 8' bez promienia i określone przez tworzące przedstawiające osiowe przesuwanie ale bez przesuwania kątowego jednego rowka od drugiego. Rowki odprowadzające 5, 5' i 5'' mają tu zaokrąglony profil.

Nie odbiegnie się od zakresu wynalazku, określonego w załączonych zastrzeżeniach, modyfikując ilość rowków odprowadzających pyły, pozostawione w korpusie wiertła, układzie głowicy wiertła i jego wkładki karbidowej, nawet jeśli ta wkładka ma być usunięta, modyfikując ilość fasetek ograniczając wspomniane rowki, jak również kształty tych fasetek, które mogą być proste lub złożone, rozciągnięte w kierunku długości lub szerokości, płaskie, wklęsłe lub wypukłe itd., realizując łączenia pomiędzy fasetPL 199 737 B1 kami dowolnym promieniem krzywej od wartości zero (odpowiadającej ostrej krawędzi) to wyższych wartości, realizując fasetki i ich połączenia poprzez dowolny sposób obróbki i formowania, przeznaczając i przystosowując wiertło do przebijania różnego rodzaju materiałów: kamienia, betonu, metalu.

Claims (7)

1. Wiertło przebijające, posiadające ogólnie cylindryczny korpus, zakończony głowicą i zaopatrzony w przynajmniej części długości swojego korpusu, w jeden lub wiele rowków odprowadzających, ogólnie spiralnych, znamienne tym, że rowek lub rowki odprowadzające (5) są ograniczone wzdłuż co najmniej części swojej długości przez kolejne ścianki (7) połączone jedna z drugą.

2. Wiertło według zastrz. 1, znamienne tym, że ścianki (7) rowków odprowadzających (5) są powiązane ze sobą ostrymi krawędziami (8').

3. Wiertło według zastrz. 1, znamienne tym, że ścianki (7) rowków odprowadzających (5) są powiązane między sobą promieniami łączenia (8), w sposób wypukły lub wklęsły.

4. Wiertło według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienne tym, że kolejność ścianek (7) tworzy na całej lub części długości każdego rowka odprowadzającego (5), przemienność obszarów o mniejszej głębokości i/lub szerokości zwanych „korytarzami sprężania i obszarów o głębokości i/lub szerokości większej zwanych „komorami podciśnieniowymi/depresyjnymi.

5. Wiertło według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienne tym, że krawędzie (6) o kształcie ogólnie spiralnym, oddzielające rowki odprowadzające (5) przedstawiają regularną lub nieregularną przemienność wąskich obszarów (9) i szerokich obszarów (10).

6. Wiertło według z zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienne tym, że tworzące wyznaczające ścianki (7) i ich powiązania (8, 8') przedstawiają przesunięcie osiowe i przesunięcie kątowe jednego rowka (5) w stosunku do drugiego.

7. Wiertło według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienne tym, że tworzące określające ścianki (7) i ich powiązania (8, 8') przedstawiają przesunięcie osiowe i są osiowo wyrównane wzgl ędem siebie.