Brevet FR2375435A1 — publié le 19780721

La présente invention concerne un coutil employé, notamment sur des marteaux perforateurs,- pour forer des trous de mine dans la roche et comportant dans sa zone tranchante des éléments de métal dur en forme- de tiges, les tiges disposées à la périphérie extérieure de la tête de fleuret et formant tranchants marginaux faisant saillie latéralement au-delà du diamètre de la tête de fleuret. Des outils connus de ce genre (demandes de brevet allemand publiées Nos 2 423 510 et 2 423 511, modèle d'utilité allemand NO 7 507 391) comportent des éléments cylindriques en métal dur qui, taillés coniquement en pointe dans la zone tranchante, sont répartis sur la face frontale et sur la périphérie extérieure de la tête ou couronne de fleuret. Les tiges sont fixées dans des trous correspondants par enfoncement à la presse ou par brasage. Des tiges situées à la périphérie extérieure se trouvent dans des trous orientés obliquement vers l'extérieur de sorte que leur zone tranchante dépasse latéralement la tête de fleuret. On évite ainsi que la tête de fleuret ne soit coincée dans le trou foré. Par rapport aux outils de forage de roche à tranchant croisé ou en X connus depuis longtemps etqui présentent des plaquettes tranchantes allongées, une amélioration considérable de l'efficacité de forage est obtenue en remplaçant, suivant l'état de la technique mentionné plus haut, les plaquettes tranchantes par des tiges individuelles. Le surcrotb d'avancement de forage ainsi obtenu est attribuable surtout au fait que la proportion des débris de forage obtenue par des processus de concassage se trouve augmentée par rapport à celle obtenue par une action de coupe. ce ce qui concerne le réaffûtage des outils comportant des tiges tranchantes, il présente cependant l'inconvénient que chaque tige doit être affûtée individuellement et qu'ainsi, du fait que les tranchants marginaux sont disposés obliquement, le diamètre de l'outil se trouve réduit en conséquence. Cette diminution indésirable du diamètre comporte encore le risque de voir des débris de forage coincés entre la surface périphérique de la tête de fleuret et la paroi du trou foré. tuant au réaffûtage, l'outil classique à plaquettes tranchantes présente un avantage puisque sa zone tranchante exté rieure faisant saillie latéralement au-delà de la tête de fleuret garde son diamètre intact lors du réaffûtage. Pour le reste, de telles plaquettes tranchantes sont désavantageuses, premièrement en raison des fortes contraintes de brasage se produisant lors de leur fixation, deuxièmement par suite de leur tendance à produire des trous non circulaires, et troisièmement du fait que l'avancement du forage diminue typiquement avec l'augmentation du diamètre du trou foré. Or, la présente invention crée un outil de forage de roche qui, au point de vue de l'avancement du forage, est comparable aux outils comportant des éléments en métal dur en forme de tiges et peut être affûté sans diminution de son diamètre. La solution apportée à ce problème suivant la présente invention, pour un outil de forage de roche du genre mentionné plus haut, consiste en ce que les saillies latérales des tranchants ne sont pas constituées par les tiges elles-mêmes mais par des parties annexes rapportées radialement sur les tiges concernées et présentent des arêtes extérieures s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe des tiges respectives. Suivant cette proposition, l'arête extérieure des parties annexes définit toujours le diamètre extérieur du taillant. Les tiges formant tranchants marginaux réunissent donc les avantages des plaquettes tranchantes continues avec ceux des éléments de métal dur en forme de tiges. Ces avantages se trouvent combinés pleinement surtout du fait que les tiges marginales sont placées dans des trous de la tête de fleuret qui sont sensiblement parallèles à l'axe de l'outil et dont la plus petite distance à la périphérie extérieure de la tête de fleuret est inférieure à l'étendue radiale des parties annexes. Cela permet d'assurer pendant toute la durée de vie des tiges en métal dur un diamètre constant de l'outil formant taillant. Les tiges marginales peuvent, comme toutes les autres tiges, être mises en place de manière simple dans des trous et être fixées dans ces derniers, le problème des contraintes de brasage ne se posant pratiquement pas. Il suffit de simplement briser la paroi de la tête de fleuret dans sa zone la plus faible pour permettre le passage des parties annexes des tiges tranchantes.Or, ceci peut se faire avec un outil simple décrit par la suite, puisque les trous où s' engagent les tiges marginales sont exécutés aussi près que possible du bord de la tête de fleuret. Du fait que, suivant une autre caractéristique de la présente invention, toutes les tiges prévues dans la zone tranchante sont placées dans des trous parallèles les uns aux autres et/ou à l'axe du fleuret, on obtient encore l'avantage additionnel que tous les trous peuvent être réalisés en une seule opération et dans une seule position de la tête de fleuret. Une variante- est obtenue, pour un outil de forage de roche comportant une couronne de forage annulaire, en prévoyant que les éléments en métal dur faisant saillie au-delà de la surface annulairé soient réalisés sous forme de tiges comportant deux parties annexes diamétralement opposées qui font saillie des deux côtés au-delà des surfaces périphériques de la couronne de forage. Dans ce cas-, le diamètre des tiges n'est que légèrement inférieur à l'étendue radiale de la surface annulaire. ssur le plan des connaissances artisanales générales, il est avantageux que les tiges et leurs parties annexes soient taillées du côté frontal sous la forme d'un tranchant linéaire commun. L'arête extérieure du tranchant peut autre formée par l'angle extérieur d'une forme triangulaire ou rectangulaire en plan des parties annexes. L'invention est expliquée ci-dessous à l'aide d'exemples de réalisation illustrés aux dessins annexés. Les fig. 1 à 3 représentent différentes vues d'une première forme de réalisation d'une tige tranchante marginale. Les fig. 4 et 5 représentent, en vue de dessus, chacune une tige tranchante marginale avec une partie annexe de forme modifiée. La fig. 6 est une vue de dessus de-la surface tranchante d'une tête de fleuret. La fig. 7 est une coupe suivant la ligne VII-VII de la fig. 6. La fig. 8 est une vue de dessus partielle d'une couronne de forage annulaire. La fig. 9 représente schématiquement un outil de découpage. La fig. 10 représente la tige tranchante marginale des fig. 1 à 3, cette tige étant cependant affûtée différemment. La tige tranchante marginale en métal dur 1, représentée aux fig. 1 à 3, est essentiellement un élément cylindrique comportant d'un côté une partie annexe radiale 2 s'étendant en direction de l'axe de l'élément cylindrique. La partie annexe et l'élément cylindrique sont taillés sous la forme d'un tranchant commun 3. Suivant les fig. 4 et 5, la partie annexe présente une section de forme modifiée par rapport aux fig. 1 à 3. A la fig. 4 l'arête tranchante extérieure 4 de la partie annexe est limitée par des faces 5 et 6 se rencontrant perpendiculairement; son côté arrière est contigu tangentiellement au corps cylindrique de la tige marginale. A la fig. 5, l'arête tranchante extérieure 4 de la partie annexe est formée par des surfaces 7, 8 se rencontrant sous un angle aigu. La fig. 6 est une vue de dessus du côté tranchant d'une tête de fleuret 9. Celle-ci comporte des éléments de métal dur en forme de tiges qui servent de tranchants et dont l'une est disposée au sommet de l'outil tandis que les autres sont réparties le long de lignes se rencontrant sous un angle de 1200. Les tiges tranchantes intérieures 10 sont, de manière connue, cylindriques et présentent un sommet tranchant en forme de c8ne tronqué. Les tiges marginales 17 présentent chacune une arête tranchante extérieure 13 faisant saillie au-delà de la périphérie extérieure 12 de la tête de fleuret. L'arête tranchante supérieure est désignée par 14. La coupe correspondante, représentée à la fig. 7, montre que les différentes tiges tranchantes 10, 11 sont placées dans des trous borgnes 15 où elles sont fixées, soit par enfoncement à la presse, soit par brasage. La fig. 8 est une vue de dessus de la surface annulaire 16 d'une couronne de forage. Dans des trous situés dans la surface annulaire 16 et dont le diamètre correspond à peu près à l'étendue radiale de la surface annulaire sont fixés des éléments de métal dur en forme de tiges 17 qui comportent des parties annexes diagonalement opposées 18. Du fait que les tiges en métal dur sont placées dans des trous, on obtient une plus grande surface de brasage et, par suite, un accroissement correspondant de la capacité de charge de la couronne de forage. Les tiges tranchantes munies de parties annexes, c'est-àdire les tiges marginales, sont évidemment aptes à être mises en place sur des têtes ou couronnes de fleuret de toutes les formes concevables et connues. Le découpage destiné a permettre le passage des parties annexes des tiges marginales faisant saillie au-delà de la périphérie extérieure peut s'effectuer avec un outil en forme de pince 19 représenté schématiquement à la fig. 9. Une partie 20 de la pince comporte une tige cylindrique 21 correspondant à la partie cylindrique des tiges marginales. La tige est descendue dans un trou préalablement usiné 22 qui est prévu pour recevoir une tige marginale en métal dur. Par actionnement de la seconde partie 23 de la pince un élément tranchant 24, monté dans la tête de outil , est amené à sortir suivant la double flèche 25 contre la force d'un ressort de façon à se diriger vers la tige 21 de l'autre partie 20 de la pince, permettant ainsi à l'étroite paroi 26, restée an place lors de l'exécution du trou 22, d'être découpée suivant la forme de la partie annexe de la tige tranchante. L'-épaisseur de la paroi marginale est avantageusement comprise entre 0,5 et 1,5 mm. Suivantune forme de réalisation pratique représentée aux fig. 1 à 3, la hauteur totale des tiges marginales est de 12 mm, le diamètre de la partie cyllndrique de 6,5 mm, et la largeur de la partie annexe de 4 mm, cette dernière présentant au-delà du diamètre de la tige une étendue radiale qui, mesurée perpendiculairement au côté frontal-de la-partie annexe, est d'environ 1,5 mm. La fig. 10 montre pour l'arête tranchante 3 un affûtage oblique (angle W2) adapté à une forme conique d'un outil de forage à taillant frontal. L'angle Wl sert d'angle d'attaque latéral de la partie annexe de la tige marginale 2. Il varie généralement entre 0 et 3 .- R"VENDICATIONS 1 - Outil employé, notamment sur des marteaux perforateurs, pour forer des trous de mine dans la roche et comportant dans sa zone tranchante des éléments de métal dur en forme de tiges, les tiges disposées à la périphérie extérieure de la tête de forage et formant des tranchants marginaux faisant saillie latéralement au-delà du diamètre de la tête de forage, caractérisé en ce que les saillies sont formées par des parties annexes radiales 2, 18 rapportées sur les tiges concernées et présentent une arête extérieure 4, 13 s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe des tiges concernées. 2 - Outil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les tiges tranchantes marginales 1, Il sont placées dans des trous 15 de la tête de forage 9 qui sont sensiblement parallèles à l'axe de l'outil et dont la plus petite distance à la périphérie extérieure de la tête de forage est inférieure à l'étendue radiale des parties annexes 2. 3 - Outil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que toutes les tiges prévues dans la zone tranchante sont placées dans des trous parallèles les uns aux autres et/ou à l'axe de l'outil. 4 - Outil suivant la revendication 1, comportant une couronne de forage annulaire, caractérisé en ce que les éléments en métal dur faisant saillie au-delà de la surface annulaire 16 sont réalisés sous forme de tiges 17 comportant deux parties annexes diamétralement opposées 18 qui dépassent des deux côtés les surfaces périphériques de la couronne de forage. 5 - Outil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les tiges 1, 11, 17 et leurs parties annexes 2, 12 sont taillées frontalement sous la forme d'un tranchant linéaire commun 3. 6 - Outil pour pratiquer les découpes dans la paroi de la tête de forage en vue de permettre le passage des parties annexes d'éléments de métal dur en forme de tiges suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous la forme d'une pince dont la partie 20 comprend une tige 21 d'une forme correspondant à celle des éléments en métal dur alors que l'autre partie 23 comporte un tranchant triangulaire 24 correspondant à la section d'une partie annexe de tige tranchante.