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Die Erfindung betrifft eine Erdlochbohrvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Eine Erdlochbohrvorrichtung mit einem Flansch zur lösbaren Befestigung einer maschinellen Antriebseinrichtung und mit einer Spirale, die mit dem Flansch verbunden ist, geht beispielsweise aus der
DE 202 18 345 U1 hervor. Bei der hierbei zum Einsatz kommenden Antriebseinrichtung handelt es sich um einen in einem Maschinengehäuse angeordneten Verbrennungsmotor. Mit Hilfe des Verbrennungsmotors wird gemäß des Offenbarungsgehaltes der Druckschrift ein Erdbohrer angetrieben, dessen durchgehender Schaft im unteren Abschnitt mit einer wendelförmigen Spirale ausgestattet ist. Die Spirale weist nur wenige Windungen auf und schneidet sich, durch die Rotationsbewegung des Verbrennungsmotors angetrieben, in das Erdreich ein, wozu sie darüber hinaus endseitig über eine zusätzliche Schneide verfügt. Nachteilig bei einer derartigen Ausführung ist jedoch neben dem komplizierten und fertigungstechnisch aufwendigen Aufbau der Spirale, dass durch den innerhalb der Spirale vorhandenen Schaft das aufgebohrte Erdreich nach außen, also in radialer Richtung verdrängt werden muss. Infolge des damit verbundenen Kraftaufwandes ist es erforderlich, die Antriebseinrichtung entsprechend zu dimensionieren, was sich auf das Gewicht der Antriebseinrichtung negativ auswirkt. Darüber hinaus stellt ein Verbrennungsmotor infolge der Vielzahl der vorhandenen Bauteile und des erforderlichen Tanks ohnehin eine Antriebseinrichtung dar, die für eine derartige Erdlochbohrvorrichtung ungeeignet erscheint.
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Die
DE-PS 153 047 beschreibt darüber hinaus einen sehr einfachen Erdbohrer zum Entfernen von Pflanzen aus dem Erdreich. In dieser Druckschrift wird ein Erdbohrer beschrieben, der aus einer Spirale besteht, die an ihrer der Spirale gegenüberliegenden Seite in einen Schaft übergeht, an dessen oberen Ende eine Öse für das Einsetzen eines Handgriffes vorhanden ist. Mit Hilfe des Handgriffes kann die Spirale manuell in eine Drehbewegung versetzt und auf diese Weise um die Pflanze herum in das Erdreich eingebracht werden. Ist die Wurzel der Pflanze erreicht, kann man diese mit dem Erdbohrer insgesamt aus dem Erdreich herausziehen, was einen nicht unerheblichen Kraftaufwand bedeutet, da durch das Eindringen der Spirale in das Erdreich eine nur geringe Auflockerung des Erdreiches erfolgt. Die Spirale definiert bei der offenbarten Ausführung einen hohlen Innenraum, der hierbei zur Aufnahme der zu entfernenden Pflanze dient. Eine derartige Lösung stellt eine rein manuell zu handhabende Ausführung dar und erfordert demzufolge einen erheblichen Kraftaufwand, der notwendig ist, um die Spirale in das Erdreich einzubringen. Sofern im Untergrund Steine vorhanden sind, ist dieser Erdbohrer insgesamt eher ungeeignet. Folglich beschränkt sich der Einsatzbereich eines derartigen Erdbohrers auf den speziellen Zweck der Pflanzenentfernung und auf optimale, lockere Bodenverhältnisse.
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Die
WO 98/41697 A1 betrifft eine maschinelle Erdlochbohrvorrichtung. Diese verfügt über einen Flansch zur lösbaren Befestigung einer maschinellen Antriebseinrichtung und über eine flexible, mehrfach gewundene Spirale, die ihrerseits mit dem Flansch verbunden ist und die einen hohlen Innenraum bildet. Die Spirale kann dabei eine vom Flansch ausgehende, sich zu ihrer Spitze hin verjüngende Kontur aufweisen. Die Spirale wird über vertikal agierende Aktuatoren in das Erdreich getrieben und ist als Baueinheit mit einer Rüttelvorrichtung an einem über mehrere Gelenke verfügenden Greifarm befestigt, dessen Greifarmteile über weitere Aktuatoren relativ zueinander bewegt werden können. Mit Hilfe einer derartigen Erdlochbohrvorrichtung kann ein Erdloch ausschließlich automatisiert erzeugt werden. Eine manuelle Handhabung ist hierbei nicht möglich. Folglich ist der Aufbau einer derartigen Erdlochbohrvorrichtung sehr aufwändig und damit kostenintensiv.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache, manuelle Erdlochbohrvorrichtung bereitzustellen, die auch einfach zu handhaben ist und unabhängig von dem vorhandenen Untergrund das Einbringen eines Erdloches in den Boden ermöglicht.
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Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der sich anschließenden Unteransprüche.
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Eine Erdlochbohrvorrichtung zur manuellen Handhabung mit einem Flansch zur lösbaren Befestigung einer maschinellen Antriebseinrichtung und mit einer flexiblen, mehrfach gewundenen Spirale, die mit dem Flansch verbunden ist und die einen hohlen Innenraum aufweist, wurde erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet, dass die Spirale über ihre Länge betrachtet, einen gleich bleibenden Außendurchmesser oder sich zum Flansch hin konisch verjüngende Außenabmessungen aufweist.
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Die erste, hier vorgeschlagene, erfindungsgemäße Lösung, die Spirale mit einem gleich bleibenden Außendurchmesser auszustatten, führt zu dem überraschenden Ergebnis, dass das Erdreich innerhalb des durch die Spirale erzeugten Erdloches wesentlich besser aufgelockert wird, als es bei bisher bekannten Ausführungen der Fall ist. Das auf diese Weise aufgelockerte Erdreich kann beim Entfernen der Spirale aus dem Erdloch mit der Spirale entfernt werden. Eine zusätzliche Verbesserung dieser erfindungsgemäßen Wirkung ergibt sich darüber hinaus, wenn die Spirale eine sich zum Flansch hin verjüngende Kontur aufweist. Dies bedeutet mit anderen Worten ausgedrückt, dass der Außendurchmesser der Spirale im Bereich ihrer Spitze größer ist, als ihr Außendurchmesser im Bereich des Flansches. Folgerichtig besteht die Erfindung in einer Umkehr der bislang bekannten Ausführungen derartiger Spiralen und stellt damit einen neues Prinzip der Erzeugung eines Erdloches mit Hilfe einer manuellen Erdlochbohrvorrichtung dar. Vom Erfindungsgedanken umfasst sind dabei auch Lösungen, bei denen nur die im Bereich der Spitze der Spirale vorhandenen letzten Windungen einen größeren Außendurchmesser aufweisen, als die vom Flansch aus betrachtet vor der Spitze vorhandenen Windungen. So ist es beispielsweise ebenfalls denkbar, dass die Spirale über einen Großteil ihrer Länge betrachtet, einen konstanten Außendurchmesser aufweist, während nur die letzte Windung im Bereich der Spitze über einen vergrößerten Außendurchmesser verfügt. Mit einer derartigen Lösung wird ein wesentlich geringerer Kraftaufwand bei der Erzeugung eines Erdloches erforderlich, als bei bislang bekannten Ausführungen, weil die zwischen dem Erdreich und der Spirale entstehende Reibung in entscheidendem Maße reduziert werden kann. Darüber hinaus konnte ein weiterer, sehr entscheidender Vorteil festgestellt werden, der darin besteht, dass das durch die Erdlochbohrvorrichtung gelockerte Erdreich selbsttätig aus dem entstandenen Erdloch heraus gefördert wird. Damit reduziert sich der Aufwand zur Erzeugung des Erdloches erheblich und reduziert sich der bereits erwähnte Kraftaufwand zusätzlich, was wiederum auch die Möglichkeit schafft, eine Antriebseinrichtung mit verhältnismäßig geringer Leistung einzusetzen. Auf Grund der mehrfachen Windung der Spirale weist diese zudem eine gewisse Flexibilität auf, weshalb die durch die Antriebseinrichtung angetriebene Spirale nicht nur eine Rotationsbewegung vollzieht, sondern auch Schwingungs- beziehungsweise Rüttelbewegungen erzeugt, die das aufzubohrende Erdreich zusätzlich auflockern und beispielsweise kleinere Steine in Bewegung versetzen. Das Erdreich wird auf diese Weise verschoben, sodass ein ungehindertes Eindringen der Spirale gewährleistet ist. Demzufolge ist die erfindungsgemäße Lösung auch für Erdreich geeignet, das nicht homogen, sondern mit einzelnen, kleineren Steinen versetzt ist.
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Ein weiterer, sehr wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass innerhalb der Spirale ein hohler Innenraum vorhanden ist. Der hohle Innenraum, das heißt, die Weglassung eines massiven Schaftes, führt dazu, dass das aufgebohrte und gelockerte Erdreich nicht nach radial außen verdrängt werden muss, wo es auf das umgebende Erdreich stößt und damit nur in begrenztem Umfang ausweichen kann, sondern sich zentripetal nach innen bewegt. Auf diese Weise wird der Bohrvorgang insgesamt erheblich vereinfacht.
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Eine erste Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die den Innendurchmesser des entstehenden Erdloches schaffende Außenseite der Spirale eine Schrägfläche aufweist. Dieser Vorschlag führt zu einer verringerten Kontaktfläche zwischen dem umgebenden Erdreich und der Spirale, was ebenfalls eine Reduzierung der Reibung und damit eine Verringerung des erforderlichen Kraftaufwandes mit sich bringt.
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Ferner ist es von erfindungsgemäßem Vorteil, wenn die Spirale an ihrem freien Ende mit einer Spitze ausgestattet ist. Eine derartige Spitze ermöglicht insbesondere eine Vereinfachung der Handhabung zu Beginn des Bohrvorganges, weil die Spitze das Eindringen in das Erdreich in erheblichem Maße vereinfacht. Darüber hinaus erleichtert eine Spitze jedoch auch den Bohrvorgang als solchen. Es konnte nämlich in diesem Zusammenhang festgestellt werden, dass sich eine Spitze, im Vergleich zu einem stumpfen Ende der Spirale, praktisch wie von selbst in die Erde hineinzieht.
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Natürlich ist es möglich, die Spirale aus einem Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff herzustellen. Wegen der hervorragenden, insbesondere elastischen Eigenschaften und der zudem gegebenen Festigkeit sowie Beständigkeit und Langlebigkeit haben sich jedoch Stahlwerkstoffe für die Spirale in besonderer Weise bewährt. Als Stahlwerkstoff ist beispielsweise ein hoch beständiger, gehärteter Stahl, wie Edelstahl bevorzugt einsetzbar. Als ein Beispiel für einen derartigen Stahl sei an dieser Stelle Edelstahl mit einer Härte von 40:45 HRC erwähnt. Selbstverständlich sind jedoch auch einfachere Werkstoffe, wie beispielsweise Stahl Fe 360 verwendbar. Entsprechend einem weiterführenden Vorschlag nach der Erfindung besteht die Spirale daher aus einem Stahldraht oder Stahlband. Sie verfügt ferner über eine Schneide, die das Auflockern des Erdreiches erleichtert und durch ihre Kontur den Vortrieb der Spirale insgesamt wesentlich verbessert. Unter einer Schneide wird im erfindungsgemäßen Sinne ganz allgemein eine spitz zulaufende Kontur verstanden. Diese kann grundsätzlich an der Innenseite und/oder der Außenseite der Spirale vorgesehen werden, die darüber hinaus Außenmaße zwischen 20 mm und 200 mm aufweisen kann.
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Bevorzugt wird entsprechend einer weiteren Lösung nach der Erfindung jedoch eine Ausführung, bei der die Schneide auf der Innenseite der Spirale ausgebildet ist. Diese Anordnung der Schneide führt zu einer Vereinfachung des Zerkleinerns des im hohlen Innenraum der Spirale vorhandenen Erdreiches, so dass dieses Erdreich anschließend problemlos aus dem somit entstandenen Erdloch abtransportiert werden kann.
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Um der Spirale zumindest im Einsatzbereich des Flansches eine gewisse Stabilität zu geben und ihre Befestigung am Flansch zu verbessern, ist es von Vorteil, wenn der Flansch eine Anschlusstülle zur Aufnahme der Spirale aufweist. Dabei kann die Anschlusstülle die Spirale entweder in Ihrem Innenraum aufnehmen und somit führen oder die Spirale wird, entsprechend einer anderen Ausführung dieses Lösungsvorschlages entlang der Außenmantelfläche dieser Anschlusstülle geführt, bis sie in den freien Abschnitt der Spirale übergeht.
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Zur Verbindung des Flansches mit der Antriebseinrichtung wird darüber hinaus vorgeschlagen, dass der Flansch auf seiner der Spirale gegenüberliegenden Seite einen Anschlussschaft aufweist. Der Anschlussschaft kann dabei unterschiedliche Geometrien haben. Um einen festen Sitz und eine sichere Verbindung des Flansches mit der Antriebseinrichtung zu gewährleisten, ist es entsprechend einer Weiterführung dieses Erfindungsgedankens jedoch von besonderem Vorteil, wenn der Anschlussschaft einen polygonalen, insbesondere und in bevorzugter Weise jedoch einen sechseckigen Querschnitt aufweist.
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Erdarbeiten, die mit einer maschinellen Antriebseinrichtung durchgeführt werden, bergen stets die Gefahr in sich, dass Teile des aufgebohrten Erdreiches aufgeworfen werden. Damit geht jedoch nicht nur eine erhebliche Verschmutzung des umgebenden Bereiches, sondern auch eine gewisse Verletzungsgefahr der mit der Erdlochbohrvorrichtung tätigen Person einher. Aus diesem Grund wird entsprechend einer anderen Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass der Flansch eine deckelartige Abdeckung der darunter angeordneten Spirale aufweist. Mit der Abdeckung kann folglich verhindert werden, dass aufgeworfenes Erdreich unkontrolliert in die Umgebung abgegeben wird. Der Deckel stellt dabei eine Art Abschirmung dar.
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Wie eingangs bereits ausgeführt wurde, sind Verbrennungsmotoren als Antriebseinrichtung für eine Erdlochbohrvorrichtung bereits bekannt. Derartige Verbrennungsmotoren weisen jedoch die in diesem Zusammenhang genannten Nachteile auf. Daher wird für die Erfindung als Antriebseinrichtung ein elektrisches Bohr- und/oder Schraubwerkzeug mit einem Akkumulator als Spannungsquelle zum Einsatz gebracht. Die Verwendung eines Akkumulators als Spannungsquelle hat den wesentlichen Vorzug, dass der Anwender unabhängig vom Stromnetz agieren kann und die Antriebseinrichtung zudem ein wesentlich geringeres Gewicht aufweist, als dies bei einem Verbrennungsmotor der Fall ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele stellen dabei keine Einschränkung auf die dargestellten Varianten dar, sondern dienen lediglich der Erläuterung eines Prinzips der Erfindung. Gleiche oder gleichartige Bauteile werden stets mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Um die erfindungsgemäße Funktionsweise veranschaulichen zu können, sind in den Figuren nur stark vereinfachte Prinzipdarstellungen gezeigt, bei denen auf die für die Erfindung nicht wesentlichen Bauteile verzichtet wurde. Dies bedeutet jedoch nicht, dass derartige Bauteile bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht vorhanden sind. Es zeigt:
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1: ausschnittsweise den unteren Teil einer Erdlochbohrvorrichtung,
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2:
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3: ausschnittsweise eine erste Variante einer Erdlochbohrvorrichtung, jedoch ohne Antriebseinrichtung,
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4: ausschnittsweise eine zweite Variante einer Erdlochbohrvorrichtung, jedoch ohne Antriebseinrichtung,
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5: einen Blick auf den Flansch einer Erdlochbohrvorrichtung von der Seite der Antriebseinrichtung her betrachtet
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6: einen Ausschnitt aus einer Spirale und
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7: einen Blick in eine Spirale mit konstantem Außendurchmesser, entsprechend dem Schnittverlauf VII-VII in 1.
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Die in der 1 ausschnittsweise dargestellte Erdlochbohrvorrichtung weist einen Flansch 1 auf, der zur Kupplung mit einer Antriebseinrichtung 2 dient bei der es sich vorliegend um eine Bohrmaschine oder einen Akkuschrauber handelt, wobei in der 1 lediglich das Bohrfutter dargestellt ist. Der Flansch 1 weist auf der der Antriebseinrichtung 2 gegenüberliegenden Seite eine Spirale 3 auf, bei der es sich vorliegend um einen wendelförmigen Stahldraht handelt, der, ausgehend von der Seite des Flansches 1 bis hin zu einer Spitze 5 der Spirale 3 eine Vielzahl Windungen mit einem über die gesamte Länge der Spirale 3 gleich bleibenden Außendurchmesser „A“ aufweist. Innerhalb dieser Windungen ist zudem ein hohler Innenraum 4 gebildet, der in der 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet wurde. Dieser hohle Innenraum 4 weist den wesentlichen Vorzug auf, dass das während des Bohrvorganges gelockerte Erdreich nach innen, in den hohlen Innenraum 4 abtransportiert und damit auf vereinfachte Weise aus dem Bohrloch entfernt werden kann. Zudem erleichtert der hohle Innenraum 4 den Bohrvorgang als solchen.
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Eine weitere Ausführungsvariante einer Spirale 3 geht aus der Darstellung in 2 hervor. Hierbei weist die Spirale 3 im Bereich des Flansches 1 einen geringeren Außendurchmesser „B“ auf, als im Bereich der Spitze 5 der Spirale 3. Bei dem gezeigten Beispiel nennt der Außendurchmesser „B“ der Spirale 3 kontinuierlich von Flansch 1 zur Spitze 5 zu.
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Während in den 1 und 2 die Verbindung zwischen dem Flansch 1 und der Spirale 3 ausschließlich stoffschlüssig ist, zeigen die 3 und 4 zwei weitere Möglichkeiten, der Verbindung zwischen Flansch 1 und Spirale 3. In den 3 und 4 ist die erfindungsgemäße Erdlochbohrvorrichtung jeweils ohne die Antriebseinrichtung 2 dargestellt. Zur Verbindung des Flansches 1 mit der Antriebseinrichtung 2 dient ein Anschlussschaft 7, der im vorliegenden Fall einen sechseckigen Querschnitt aufweist. Auf diese Weise kann der Anschlussschaft 7 zum Beispiel mit dem Bohrfutter einer Akkubohrmaschine oder eines Akkuschraubers verbunden werden, wobei aufgrund des sechseckigen Querschnittes in jedem Fall eine rutschfreie Verbindung gewährleistet ist. Der Anschlussschaft 7 geht unmittelbar in eine Abdeckung 8 über, die als Spritzschutz ausgeführt ist und den Durchmesser der Spirale 3 überragt. Unterhalb der Abdeckung 8 weist der Flansch 1 zudem eine Anschlusstülle 6 auf, wobei gemäß der Darstellung in 3 die Spirale 3 in den Innenraum dieser Anschlusstülle 6 eingesetzt und mit dem Flansch 1 verbunden ist. Auch hierbei weist die Spirale 3 einen hohlen Innenraum 4 auf.
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Eine im grundsätzlichen Aufbau ähnliche Ausführung des Flansches 1 zeigt die 4. Im Unterschied zu der Variante in 3 wurde hierbei jedoch die Spirale 3 entlang des Außenumfanges der Anschlusstülle 6 angeordnet und stoffschlüssig, durch einen Schweißvorgang mit dem Flansch 1 verbunden.
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Die 5 veranschaulicht eine Ansicht des Flansches 1 von der Seite des Anschlussschaftes 7 her betrachtet. Aus der 5 wird ersichtlich, dass der Anschlussschaft 7 einen sechseckigen Querschnitt aufweist.
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Aus der 6 geht ausschnittsweise ein Schnitt durch die Spirale 3 hervor, wobei aus dem Querschnitt der gezeigten Spirale 3 der geometrische Aufbau deutlich wird. So verfügt die Spirale 3 über eine spitz zulaufende Kontur, deren Oberfläche leicht geschwungen ist. Diese Kontur bildet im vorliegenden Fall eine Schneide 9 an der Innenseite der Spirale 3. Durch die Schneide 9 wird das Zerkleinern des im Innenraum 4 der Spirale vorhandenen Erdreiches wesentlich erleichtert. Darüber hinaus weist die außen liegende Oberfläche der Spirale 3 eine Schrägfläche 10 auf, wobei der Übergang zwischen der Schneide 9 und der Schrägfläche 10 durch eine Phase 11 gebildet ist. Diese führt zu einer verringerten Kontaktfläche zwischen dem umgebenden Erdreich und der Spirale 3, was ebenfalls eine Reduzierung der Reibung und damit eine Verringerung des erforderlichen Kraftaufwandes zur Handhabung der Erdlochbohrvorrichtung mit sich bringt.
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Einen Blick entsprechend dem Schnittverlauf VII-VII aus 1 erlaubt darüber hinaus die 7. Wie im Zusammenhang mit der Beschreibung der 1 bereits ausgeführt wurde, weist die Spirale 3 hierbei einen gleich bleibenden Außendurchmesser „A“ und darüber hinaus auch einen gleich bleibenden Innendurchmesser auf. Auch bei dieser Ausführungsvariante bildet eine Schneide 9 den Innenumfang der Spirale 3. Die äußere Oberfläche weist ferner die Phase 11 und in der 7 nicht erkennbar, eine Schrägfläche 10 auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flansch
- 2
- Antriebseinrichtung
- 3
- Spirale
- 4
- hohler Innenraum
- 5
- Spitze
- 6
- Anschlusstülle
- 7
- Anschlussschaft
- 8
- Abdeckung
- 9
- Schneide
- 10
- Schrägfläche
- 11
- Phase
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 20218345 U1 [0002]
- DE 153047 [0003]
- WO 98/41697 A1 [0004]
