Brevet FR2540424A1 — publié le 19840810

FORET HELICOIDAL La présente invention concerne un forêt hélicoSdal, notamment pour le perçage de bois, matière plastique, ainsi que de béton et pierre ou autre matière du même genre, comportant une tige de fixation et, prdvues sur la mèche, des arêtes de coupe principale, entre lesquelles est constituée une dent de première coupe qui dépasse des arêtes de coupe principale et présente deux arêtes de première coupe tandis que les arêtes de coupe principale de la mèche enferment un angle cC inférieur à 1800. Pour percer des trous dans du béa ton, dans de la maçonnerie ou autre matériaux durs, du même genre, il est utilisé, en général, des forets dits "à percussion" en liaison avec des perçeuses à percussion. Ce mode d'utilisation entraine cependant des nuisances relativement importantes dues au bruit et, de plus, les trous perrés sont imprécis. D'autre part, un inconvénient consiste en ce que ces forêts ne peuvent être utilisés que comme forêts a perclus sion pour des matériaux durs et non pas pour des matières tendres ou élastiques comme du bois et/ou de la matière plastique. Il s'y ajoute que ces forets ne sont utilisables qu'en liaison avec des perçeuses ou foreuses percutant par rotation, de sorte qu'ils nécessitent une machine spéciale 9 ce qui rend plus couteuse leur mise en oeuvre. La présente invention a pour but de réaliser un outil de perçage qui puisse être mis en oeuvre pour des matériaux durs aussi bien que pour des matériaux moins durs, et cela en liaison avec une perçeuse n1 exécutant pas de mouvement de percussion lors de opération de perçage, sans que s'accroissent alors les forces de perçage à appliquer. En dtautres termes, un outil de perçage convenant pour le bois, les matières plastiques ou autres similaires doit pourvoir entre utilisable en m8me temps pour le travail de la pierre, afin de permettre, de cette manière, de réaliser des perçages dans de la matière plastique ou du bois de la même façon que dans du béton, de la pierre ou autre matériau dur en une ni#me opération sans avoir de changement à opérer, à savoir notamment sans avoir à passer du perçage simple au perçage à percussion. Il n'est toutefois pas prévu de travailler dans du métal. A cet effet, l'invention consiste en ce que, pour un forêt hélicoïdal du type mentionné dans le préambule, la dent de première coupe dépasse des arêtes de coupe principale, par rapport à leurs coins extérieurs, de 1 à 1#,5MM, et en ce que la face frontale et la face arrière de la dent de première coupe s'étendent dans un plan parallèlement à l'axe longitudinal du forêt et présentent une forme triangulaire, et leurs pointes sont reliées par un tranchant transversal. Le brevet US 2 652 083 décrit un forêt hélicoldal qui, selon le type général de l'objet de la demande, est constitué avec des arêtes de coupe principale prévues sur la mèche et une dent de première coupe située entre celle-ci, qui dépasse des arêtes de coupe principale et présente deux pointes de première coupe. Ce forêt est toutefois destiné à servir exclusivement pour le bois; une autre utilisation ntest pas possible. Cela résulte déjà de ce que la hauteur de la dent de première coupe doit dépendre du diamètre du foret, d'où, dans le cas de diamètres relativement grands, une hauteur d'autant plus grande en conséquence. D'autre part, l'indication en pour- cent, de 20 à 400,b; pour la-hauteur de la dent de première coupe, selon le brevet US, montre qu'il y est prévu une hauteur considérable de la dent, qui est indispensable, dans le cas de perçage dans le bois, pour la fonction de pointe de centrage servant à guider les arêtes de coupe principale. Une dent de ce genre, cependant, ne manquerait pas, dans des matériaux durs, de brûler et de se casser. Cela tient surtout à ce que la dent de centrage ntassumes en aucune façon, une fonction de coupe, et, par suite, ne peut fondamentalement être mise en oeuvre pour le trait tement de matériaux durs. Contrairement à l'état de la technique correspondant au brevet US 2 652 083, la dent de première coupe constituée conformément. à l'invention n'a pas seulement une fonction de guidages mais encore agit sur la fragmentation du matériau à percer, ce pourquoi elle est agencée de manière particulière grSce à la disposition d'un tranchant transversal. Il est essentiel à cet égard que la dent de première coupe dépasse des arêtes de coupe princiu pale par rapport à leurs coins extérieurs, de telle sorte qutelle entaille déjà le matériau à percer alors que les tranchants principaux ne sont pas encore en prise. Ainsig.la dent de première coupe selon ltinvention assure, de façon très avantageuse non seulement une fonction de guidage, mais encore coopère comme un avant-f oret de diamètre relativement faible à la fragmentation du matériau à percer, ce qui réduit 'la résistance à la pénétration pour les arêtes de coupe principale du foret. On obtient ainsi une résistance au fluage accrue du foret hélicoïdal grâce au fait qu'il n'y a pas dear8te supérieure pointue, mais horizontale, ce qui donne une épaisseur de matériau relativement grande dans la zone terminale de la dent de première coupe.Cette épaisseur de matériau relativement grande assure une meilleure conductibilité thermique et une meilleure capacité thermique, de sorte que la réalisation conforme à l'invention permet d'éviter, dans une très large mesure, une combustion de la dent de première coupe dans la zone terminale. Une réduction du développement de chaleur préjudiciable à l'endroit de la dent de première coupe se trouve également favorisée grâce au fait que celle-ci arrive à exercer une véritable action de coupe, alors que, dans le cas d'une dent de guidage selon l'état de la technique, il se produit, dans tous les cas, un écrasement déformant du matériau que l'on traite. Il siest alors avéré- que, dans le cas de surfaces très dures et lisses, comme par exemple dans le cas de plaques de céramique vernies, le forêt conforme à l'invention tend à se décentrer. Il y a, en conséquence, avantage à prévoir, conformé ment à linvention, que le tranchant transversal se termine chaque fois à distance de la face frontale et de la face arrière de la dent de première coupe en avant de celles ci. Il est obtenu ainsi ce résulte tat surprenant que, quant bien même la dent de pr=miè--e coupe est aplatie, il se produit un effet de centrage automatique de telle manière que, lors de la mise en place du forêt il'y a lieu d'empêcher celui ci de se décentrer. On conserve cependant alors les meilleures conductibilité et capacité thermiques, qui évitent une combustion de la dent de première coupe. Le forêt hélicoïdal conforme à leinventions est utilisé dans des perçeuses rotatiç ves, de sorte qu'il nsy a pas besoin de machines spéciales, par exemple de perçage à percussion, pour pouvoir percer avec le foret hélicoïdal des matériaux du genre de la pierre. Il est ainsi avantageux d'a- voir la possibilité d'une utilisation avec peu de bruit, ce qui permet de considérer le foret conforme à l'invention comme étant agréable pour l'environne ment. De plus, ce foret travaille avec une très grande précision dans de nombreux matériaux et, par exemple dans le cas de perçage de blocs de pierre creux, on évi#te de briser les parois intérieures des pierres, ce qui permet d'obtenir une meilleure stabilité des chevilles. Selon divers modes de réalisaç tion avantageux de l'invention, il est prévu: - que la longueur du tranchant transversal correspond à peu près à la demi~épaisseur de la plaque d'insertion; - que les extrémités du tranchant transversal sont reliées aux faces adjacentes frontale et arrière de la dent de première coupe par des surfaces inclinées de forme triangulaire, et que l'affl rête des surfaces inclinées qui se situe en avant dans le sens de la rotation est constituée en arête de coupe; - que les hauteurs des deux surfaces inclinées de forme triangulaire sont de même grandeur;; que les ar8tes de coupe princi- pale font chaque fois avec les ardues de première coupe un angle d'environ 116 ; - que les ar8tes de coupe principale et la dent de premiers coupe sont constituées sur une plaque en létal dur; - que le tranchant transversal s'étend obliquement par rapport à la face frontale et à la face arrière de la dent de première coupe, de préférence parallèlement aux arêtes latérales de la plaque; - que les surfaces latérales dé la dent de première coupe se situent dans des plans passant par le tranchant transversal;; - que le tranchant transversal est constitué de façon à présenter une forme bombée, L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple- et des variantes - de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels:: - la figure 1 est une vue latérale d'un forêt - la figure 2 est une vue latérale d'une plaque en métal dur insérée dans le foret et qui présente les tranchants de coupe principale et de première coupe; - la figure 3 est une vue de dessus de la plaque de métal dur selon la figure 2; - la figure 4 est une vue de coté d'une forme de réalisation conforme à l'invention de la dent de première coupe constituée sur une plaque en métal dur; la figure 5 est une vue de côté de la plaque de métal dur selon la figure 49 - la figure 6 est une vue de dessus de la plaque selon la figure 5; - la figure 7 est une vue de dessus dtune forme d'éxecution avantageuse de la plaque selon la figure 6;; la figure 8 est une vue de côté de la plaque selon la figure 7. La figure 1 montre une vue partielle d'un forêt hélicoidal, dont la tige de fixation n'est pas représentée. Le foret comporte une tige 1 ainsi qu'une mèche 2, à partit de laquelle sont constituées des rainures 4 commençant en forme d'hélice à l'en~ droit de ses arêtes de coupe principale 3. Sur la mèche 2, une dent de première coupe 5 est formée, qui dépasse des arêtes de coupe principale, lesquelles s'étendent en direction à peu près horizontale, et comporte deux arêtes de première coupe 6. Les arêtes de coupe principale 3 enferment un angle ag inférieur à 1800. Il y a avantage à prévoir un écart du tranchant principal par rapport à l'horizontale selon un angle ss de 60 + 10.La hauteur de la dent de première coupe est calculée de telle manière qu'elle dépasse d'environ 1 à 1,5 mm les coins extérieurs 7 des arêtes de coupe principale 3. A cet égard une valeur de 1,15 mm est considérée comme optimale. Les arêtes de-première coupe 6 forment avec les arêtes de coupe principale 3 un angle Crde 1160 + 20. Cet angle, en liaison avec la hauteur de la dent de première coupe 5, détermine aussi la largeur de base de celle-ci. En correspondance avec cet angle, les arêtes de première coupe 6 enfer ment un angle dtenviron 600, comme on peut le voir d'après la figure 2. La mèche 2 comporte, d'autre part, des arêtes de coupe secondaire 8, qui s'étendent -JerS le bas à partir des coins 7o Les arêtes de coupe principale sont dépouillées d'un angle d'environ 200, et les ar8 > tes de coupe secondaire 8 présentent une dépouille d'environ 60.Ainsi qu'il ressort des figures 2 et 3, les arêtes de coupe 3, 8 et la dent de première coupe 5 sont affutées en tranchants en commun sur une plaque d'insertion 9, de préférence en métal dur, qui , de manière connue, est insérée et fixée par brasage fort dans la mèche 2. Ainsi qu'il ressort de la figure 3, la dent de première coupe 5 est constituée de façon à présenter une forme pyramidale. Les figures 4, 5 et 6 représentent une forme d'exécution conforme à l'invention du forêt hélicoldal, où les éléments qui sont les mêmes qu'aux figures 1 à 3 sont affectées des'mêmes références numériques. De même, les désignations drangles indiquées aux figures 1 à 3 sont valables également pour la forme de réalisation selon les figures 4 à 6. La dent de première coupe 5 se différencie ici de celles des figures 1 à 3 en ce que, conformément à l'invention, sa surface frontale 10 et sa surface arrière il s'étendentdans un plan parallèlement à l'axe longitudinal du forêt, c'est-àdire en prolongement de la face avant plane 12 et de la face arrière plane 13 de la plaque 9o il en résulte à l'extrémité avant de la dent de première coupe 5, un tranchant transversal 14, au lieu d'une pointe. La surface frontale 10 et la surface arrière 11 présentent, chacune une forme triangulaire, Si bien que le tranchant transversal 14 relie les pointes avant des surfaces de forme triangulaires. Le tranchant transversal 14 peut avantageusement présenter, doune extrémité à l'autre, une forme bombée ou légèrement convexe, ce qui permet d'obtenir un centrage amélioré. Ce tran- chant transversal 14 s?étend obliquement par rapport aux surfaces 10, 11; on choisit alors particulièrement un parallèlisme#de ce tranchant par rapport aux arêtes latérales 16 de la plaque 9, dont l'allure résulte de la dépouille des ardues de coupe verticale 8. Il y a avantage à ce que les surfaces latérales 17 D 18 de la dent 5 se situent dans des plans passant par le tranchant transversal 14, de sorte qu'il en résulte au total une position oblique de la dent de première coupe 5. Dans l'exemple représentés cette position oblique est choisie de telle manière que l'on obtient une action de coupe lors deune rotation à droite. On a aussi la possibilité de prévoir une autre allure des deux surfaces latérales 17, 18 par rapport au tranchant transversal 14 Sur ses arêtes latérales inféri: eures 19; la plaque d'insertion 9 est avantageusement chanfreinée, ce qui permet d 7 'obtenir un déroulement amélioré du brasage fort lorsquwon la soude dans la mèche. Grive à la forme de réalisation conforme à l'invention du foret hélicoïdal qui est représenté aux figures 4 à 6, la dent de première coupe présente une épaisseur uniforme de sa base au tranchant transversal 14, ce qui permet, en raison d'une épaisseur de matériau relativement grande, d'obtenir une meilleure conductibilité thermique et une meilleure capacité thermique. C'est là une condition importante pour la résistance au fluage accrue, qui est susceptible d'être ainsi obtenue, de la dent de première coupe 5.En outre, il en résulte comme avantage une fabrication simplifie Une autre forme de réalisation avantageuse du foret conforme à leinvention est repré- sentée aux figures 7 et 8, où les mimes éléments que sur les figures précédemment décrites sont affectés des mêmes références numériques. La différence par rapport à la forme de réalisation selon les figures 5 et 6 consiste en ce qu'ici, le tranchant transversal 14 se termine chaque fois en avant de la face frontale 10 et de la face arrière il de la dent de première coupe 5.La longueur du tranchant transversal 14 peut alors avantageusement correspondre à peu près à la demi- épaisseur de la plaque 9; les extrémités du tranchant 14 sont, dans cette disposition, reliées aux faces adjacentes frontale 10 et arrière 11 par des surfaces inclinées 21 de forme triangulaire, qui peuvent être affutées en tranchants. Loarêtg avant -vue chaque fois dans le sens de la rotation - sur les surfaces inclinées 21, agit là en ar8te de coupe 22, résultant d'une dépouille. D'autre part, il est prévu, conformément a l'invention, que les hauteurs h des deux surfaces inclinées 21 de forme triangulaire 90n de meme grandeur, ce qui donne une dispositioa# symétrique. Cette forme de réalisation selon l'invention permet que, lorsqu'on met en place le foret conforme à l'invention, il est obtenu un centrage automatique de celui-ci, empêchant ainsi le forêt de se décentrer, notamment dans le cas de surfaces dures et lisses. Avec cette forme de réalisation, la dent de première coupe est formée sur une plaque 9 constituée par du métal dur. Le forêt hélicoïdal conforme à l'invention se distingue par une possibilité d'utilisas tion avantageuse pour des matériaux très différents tendres ou fibreux de même que durs, tels que par exemple: bois, matière plastique et/ou pierre9 ainsi que béton,; et cela sans que, -lorsqu'on change de matériau ou que l'on passe de lBun de ces matériaux à un autre, on ait besoin d'un autre outil de perçage ou d'une autre machine, notamment d'une machine spéciale comme, par exemple, une perçeuse à percussion. En outre, il est possible d'exécuter dans ces matériaux si différents des perçages avec une très grande précision. #EVENDICATION-S 1 Forêt hélicoïdal comportant une tige de fixation et, prévues sur la mèche, des arêtes de coupe principale entre lesquelles est consn tituée une dent de première coupe, qui dépasse des arêtes de coupe principale et présente deux arêtes de première coupe, tandis que les arêtes de coupe princi- pale de la mèche enferment un angle inférieur à 1800; forêt caractérisé. en ce que la- dent de première coupe (5) dépasse des arêtes de coupe principale ( par rapport à leurs coins extérieurs (7), de 1 à 1,5-mm, et la face frontale (10) et la face arrière (11) de la dent de première coupe (5) s'étendent dans un plan parallèlement à l'axe longitu dinal du forêt et présentent une forme triangulaires et leurs pointes sont reliées par un tranchant transversal (14). 2- Forêt selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tranchant transversal (14) se termine chaque fois à distance de la face. frontale (10) et de la face-ariière (11) en avant de celles-ci. 3- Foret selon la revendication 2, caractérisé en ce que la longueur du tranchant transversal (.14)- correspond à peu près à la demi épaisseur de la plaque (9). 4- Forêt selon lune ou l'autre des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les extrémités du tranchant transversal (14) sont reliées aux faces adjacentes, frontale (10) et arrière (11), par des surfaces inclinées (21) de forme triangulaire, et l'arête (22) des surfaces inclinées qui se situe en avant dans le sens de la rotation est constituée en arête de coupe. 5- Forêt selon la revendication 4, caractérisé en ce que les hauteurs (h) des deux surfaces inclinées (21) de forme triangulaire sont de meme grandeur. 6- Forêt selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les arêtes de coupe principale (3) font chaque fois avec les arêtes de première coupe (6) un angle ts d'environ 1160. 7- Forêt selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les arêtes de coupe principale (3, 8) et la dent de première coupe (5) sont constituées sur une plaque ou métal dur (9). 8- Foret selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le tranchant transversal (14) s'étend obliquement par rapport à la face frontale (10) et à la face arrière (11), de préférence parallèlement aux arêtes latérales (16) de la plaque (9). 9- Forêt selon la revendication 8, caractérisé en ce que les surfaces latérales (17, 18) de la dent de première coupe (5) se situent dans des plans passant par le tranchant transversal (14). 10- Forêt selon alune ou loutre des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le tranchant transversal (14) est constituée de façon à présenter une forme bombée.