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Perçoir pour roche, avec tranchant garni de métal dur.
La présente invention concerne un perçoir pour roche avec tranchant garni de métal dur, et elle résout le problème d'obtenir une adaptation de la garniture de métal dur à la répartition du travail de perçage sur la section du trou de perçage - proportion- nelle au demi diamètre - d'une part afin d'économiser le métal dur coûteux et d'autre part pour obtenir une plus grande production.
Ceci est obtenu en ce qu'il est déterminé une adaptation pour le moins approchée des dimensions de la garniture de métal dur à la production de perçage lui incombant localement ; ceci à son tour peut être obtenu du fait que la garniture de métal dur est étroite au milieu et plus large aux côtés ou que le tranchant, le ciseau reste libre de garniture à un endroit, la garniture n'étant par exemple formée que partiellement d'un côté.
Comme en outre, dans le perçage, par un outil à simple tranchant le perçoir reste sou- vent fixé dans les fentes ou fissures des roches et qu'ainsi, par
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un mauvais guidage, il se produit un trou irrégulier, on a prévu extérieurement aux extrémités des bords de coupe, et d'un côté, des ailettes de guidage et de support connues en elles-mêmes, qui empêchent une pénétration du ciseau ou tranchant dans les fissures de la roche et lui assurent un bon guidage ; ces ailettes de gui- dage et de support reçoivent ici également une garniture latérale en métal dur pour éviter une usure exagérée.
Au dessin annexé, on a représenté quelques exemples de réali- sation de l'objet de l'invention : fig.l est une vue latérale, fig.2 une vue par le dessus, fig.3 une coupe du perçoir, fig.4 et 5 représentent des variantes.
La fig.l représente un perçoir a à simple ciseau et garniture en métal dur, ce perçoir pouvant être à forage interne conique ou être vissable, ou forgé directement sur le manche. La garniture en métal dur est faite, suivant la fig.2, de manière qu'extérieurement (en b') elle soit large, alors qu'intérieurement (en b") elle est étroite, ou de manière que les parties b' et b" aient une longueur differente et soient disposées d'un seul côté de telle sorte qu'au milieu, entre elles, subsiste un vide c dans lequel débouche le trou d de nettoyage. Suivant la fig.3, les pièces b' et b" en métal dur peuvent également être de hauteur différente. En tout cas, on atteint, avec le perçoir conforme à l'invention, une production augmentée de 15 à 25 % avec une consommation plus faible en métal dur.
Dans les ciseaux à tranchant en croix, on a déjà, pour permet- tre un ré affûtage des tranchants, dû prévoir des vides entre un des tranchants et l'autre tranchant croisant le premier à angle droit, sans cependant atteindre ainsi l'effet envisagé par l'objet de l'in- vention. Les perçoirs pour roches avec tranchants purs ne sont pas seulement de fabrication beaucoup plus facile et à réaffûtage beau- coup plus aisé, mais encore ils donnent une poudre de forage plus
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grosse et partant plus aisée à écarter ; au point de vue sanitai- re, ils sont de beaucoup préférables, car les causes déterminant les maladies dues aux poussières rocheuses sont considérablement limitées.
Par les parties e,e situées d'un côté près du tranchant, le tranchant regoit un guidage pour la formation d'un trou rond égale- ment quand on rencontre une fente ou fissure dans la roche. Ces ai- lettes de guidage et de support e, e font saillie sur le plan pro- venant de l'affûtage et sont déportées vers le bas, par rapport au niveau du bord tranchant,pour qu'eues n'atteignent pas complètement le fond du trou lors du forage ou perçage. Pour forer dans des ro- ches très dures, elles sont, conformément à la fig.4, pourvues d'un blindage latéral f en métal dur pour éviter une usure exagérée.
On a déjà employé des perçoirs'à couteaux en forme de Z ; ces perçoirs n'ont cependant pas donné satisfaction ; leur fabri- cation et leur réaffûtage sont très difficiles. Dans le présent cas, les ailettes ne font que guider sans participer au travail proprement dit de perçage. on a de plus établi que lors du travail avec les perçoirs connus à garniture en métal dur, les bouts extrêmes des tranchants s'usent plus rapidement que ceux situés vers le milieu où l'usure est pratiquement nulle ; lors d'un aiguisage répété, il se produit une perte considérable d'acier.
On a donc rendu les tranchants in- terchangeables de manière à pouvoir les utiliser renversés, c'est- à-dire que la partie du tranchant, qui était tournée vers le milieu du perçoir, est alors placée à la périphérie externe, Parmi les possibilités de réalisation résultant de cette idée, il y en a une où un vide unilatéral est prévu, le plus long tranchant s'étendant cependant jusqu'au-dessus du centre, ainsi qu'on peut s'en rendre compte dans la pratique proposée. Cette interchangeabilité et cette réversibilité des tranchants sont cependant inapplicables en pra- tique pour les travaux miniers et de carrière.
L'idée fondamentale de l'invention est adaptée à la disposition
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en croix ou en étoile de plusieurs tranchants ; à une division imaginaire en cible de la section de trou à former sont disposés des couteaux ou parties de couteaux traversants en nombre tel que pratiquement environ la même surface à travailler est disposée à chaque élément de coupe. On peut donc partir d'une division en forme de cible de toute la section, cible dans laquelle les diver- ses surfaces annulaires sont égales entre elles ; ceci n'est cepen- dant pas obligatoire.
Pratiquement, la réalisation la meilleure est celle obtenue en partant du nombre de pièces tranchantes réparties sur la péri- phérie de la surface annulaire externe, en faisant passer ce nom- bre, vers l'intérieur de la section, à un nombre plus petit corres- pondant à la diminution des surfaces suivantes en allant vers le centre, de sorte que la surface centrale ne renferme finalement plus qu'un seul élément tranchant. Dans les ciseaux ou burins à garniture en métal dur, on détermine ainsi le double avantage d'obtenir non seulement une économie de métal dur coûteux, mais en outre, par suite de ce que le raccourcissement des tranchants dé- termine, par un même travail de frappe, une plus grande profondeur de pénétration du ciseau dans la roche, on obtient, pour une même puissance de frappe, un plus grand avancement du forage.
On peut donc, en appliquant l'idée aux perçoirs pour roches tendres, là où la garniture en métal dur n'est pas absolument nécessaire, et où suffit amplement un perçoir en bonne matière, obtenir déjà tout au moins une augmentation de la production.
La mise en oeuvre pratique de ce perfectionnement est expo- sée aux fig.6 à 11 dans lesquelles la fig.6 donne le schéma d'une couronne perceuse, f ig.7 la vue par le dessus d'une couronne à six tranchants, les fig.8 et 9 une réalisation à quatre ailettes tranchantes (en croix et en x),la fig.10 un burin en acier à trois tranchants et la fig.ll un simple perçoir à tranchants en métal dur et deux parties tranchantes.
Pour déterminer les dimensions des parties tranchantes d'une
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couronne perceuse, il faut d'abord déterminer les écartements des diverses zones de travail par rapport au point central (fig.6) ; on obtient le rapport suivant conformément à l'invention :
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où n est le nombre des tranchants, rn le rayon de la zone la plus externe de travail, c'est-à-dire la moitié du diamètre de coupe (d/2). Pour chaque zone de travail, le nombre des tranchants augmente donc de une unité de l'intérieur vers l'extérieur.
Comme ainsi le travail de perçage fourni est également augmen- té d'une des unités disponibles (n= nombre des tranchants), la distance dont le nouveau tranchant est placé vers l'extérieur, est dans le rapport : #x + 1, afin que le travail de perçage, croissant au carré vers l'extérieur, soit augmenté d'une unité (distance entre deux tranchants = #x: # x + 1, travail = (#x : #x + 1=2 = x/x +1). Au fond du trou, le même travail spé- cifique de perçage est approximativement assuré à chaque endroit, par la disposition proposée.
A l'intérieur des diverses zones de travail, il y a encore toujours de petites différences qui sont d'autant plus grandes que le nombre des tranchants est plus petit ; ceci est cependant sans importance au point de vue de l'exploita- tion pratique.
De ces règles fondamentales, on déduit comme suit les condi- tions pour une couronne à six tranchants destinée à percer les ro- ches dures. On part d'une couronne de 45 mm. de diamètre et, comme cette couronne arrive, dans le cours du travail, à un diamètre d'en- viron 35 mm. pour lequel elle est hors d'usage, on calcule sur un diamètre moyen de 40 mm. Sur ce diamètre de 40 mm., on calcule les dimensions des divers tranchants, et l'on obtient :
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Il en résulte les divers rayons (distances entre le centre et le tranchant) r1 = 8,2 mm r2 = 11,5 mm r3 = 14,1 mm r4 = 16,3 mm r5 = 18,3 mm r6 = 20 mm
Comme la couronne possède un diamètre primitif de 45 mm, chaque tranchant est prolongé de 2,5 mm vers l'extérieur et on obtient la couronne conforme à la fig.7.
Pour protéger de l'usure latérale le plus court tranchant, avant sa rupture, il recevra éga- lement les dimensions du tranchant 5 avec x4. Les couronnes des fig.8 à 11 ont été calculées suivant les mêmes règles pour les distances entre centre et tranchants.
A la fig.9, il est représenté que le tranchant le plus long ne doit pas nécessairement aller jusqu'au centre, car le travail de perçage approche de zéro au centre et parce qu'au centre il ne subsiste pas de particules de pierre, puisque la couronne a dans le trou de perçage tant de jeu que les parties du fond du trou situées au centre sont également atteintes par le perçoir.
REVENDICATIONS.
1. Perçoir pour roches, avec tranchant garni de métal dur, adapté aux efforts plus petits agissant sur la surface circulaire interne et aux efforts plus grands agissant sur la surface annu- laire externe, caractérisé en ce que la garniture en métal dur est réalisée, quant à ses dimensions ou à sa disposition dans l'espace de telle sorte que, sans changement ni inversion des tranchants, il est déterminé une adaptation aussi complète que possible à la puissance de perçage qui diffère localement sur la section du trou de perçage.