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Die Erfindung betrifft einen Gesteins-Saugbohrer mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Der in Rede stehende Gesteins-Saugbohrer eignet sich für das Bohren in Beton oder Stahlbeton, aber auch in sonstigem Mauerwerk, Fels o.dgl. Der Gesteins-Saugbohrer ist für den Einsatz in Verbindung mit einer Hammer-, Schlag- und/oder Drehbohrvorrichtung vorgesehen. Für die Kopplung mit der jeweiligen Bohrvorrichtung weist der Gesteins-Saugbohrer einen Einsteckabschnitt auf. Daran schließt sich der Bohrerschaft und schließlich der Bohrerkopf an.
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Der bekannte Gesteins-Saugbohrer (
DE 10 2010 028 302 A1 ), von dem die Erfindung ausgeht, weist als Bohrerkopf eine Bohrkrone mit einem topfförmigen Grundkörper auf, der einen axialen Topfboden und eine radiale umlaufende Topfwand aufweist. Die Bohrkrone ist unmittelbar mit dem Bohrerschaft verbunden. In dem Topfboden sind Kanäle vorgesehen, durch die das Bohrmehl, das bei der bestimmungsgemäßen Anwendung des Gesteins-Saugbohrers, das heißt im Bohrbetrieb, gebildet wird und das Arbeiten sowie die Gesundheit des Bedieners beeinträchtigen kann, axial abgesaugt werden kann. Das Bohrmehl tritt über die Kanäle in dem Topfboden in ein Absaugrohr ein, welches um den Bohrerschaft herum ausgebildet ist und einen Saugkanal mit ringförmigem Querschnitt um den Bohrerschaft bereitstellt. Der ringförmige Saugkanal ist an seinem von der Bohrkrone abgewandten Ende mit einem Absaugadapter verbunden, an den über einen radialen Stutzen ein elektrischer Staubsauger anschließbar ist.
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Das Absaugrohr ist an seinem von der Bohrkrone abgewandten Ende mit dem Absaugadapter drehfest verbunden. Der Absaugadapter wiederum nimmt den von der Bohrkrone abgewandten Endabschnitt des Bohrerschafts drehbeweglich auf. An seinem der Bohrkrone zugewandten Ende weist das Absaugrohr einen Faltenbalg auf, dessen ringförmiges Ende am Topfboden außerhalb der Kanäle im Topfboden anliegt. Da die Bohrkrone, angetrieben durch den Bohrerschaft, relativ zum Absaugrohr rotiert, dreht sich auch der Topfboden der Bohrkrone relativ zu dem daran anliegenden ringförmigen Ende des Faltenbalgs. Dadurch ist das ringförmige Ende des Faltenbalgs einem starken reibungsbedingten Verschleiß ausgesetzt. Dies wiederum reduziert die Lebensdauer des Absaugrohrs und erfordert einen vergleichsweise häufigen Austausch desselben.
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Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, den bekannten Gesteins-Saugbohrer derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der Absaugvorgang verschleißärmer durchgeführt werden kann.
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Das obige Problem wird bei einem Gesteins-Saugbohrer gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
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Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, dass bei bestimmungsgemäßer Anwendung des Gesteins-Saugbohrers das Bohrmehl beim Absaugvorgang, nachdem es aus dem Bohrerkopf nach außen geführt worden ist, von außen in den Bohrerschaft geführt wird, durch den das Bohrmehl dann abgeführt werden kann. Es wird also eine Absaugstrecke bereitgestellt, die abschnittsweise im Innern des Bohrerschafts verläuft und an einer vom Bohrerkopf beabstandeten Stelle aus dem Bohrerschaft in einen Absaugadapter geführt werden kann. Auf diese Weise entfällt die Notwendigkeit eines Absaugrohrs, das den Bohrerkopf mit dem Absaugadapter verbindet. Entsprechend ist bei der vorschlagsgemäßen Konstruktion kein mit dem Absaugadapter drehfest verbundenes und entsprechend am rotierenden Bohrerkopf reibend anliegendes Absaugrohr mehr vorhanden. Dementsprechend kann der Verschleiß derjenigen Komponenten, die die Absaugstrecke bilden, erheblich reduziert werden. Entsprechend weniger müssen auch Komponenten, die die Absaugstrecke bilden, ausgetauscht werden.
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Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass die Absaugstrecke, nachdem sie aus dem Bohrerkopf herausgeführt ist, zunächst in einem Streckenabschnitt außerhalb von Bohrerkopf und Bohrerschaft weitergeführt und dann in den Bohrerschaft hineingeführt wird.
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Bei der vorschlagsgemäßen Lösung ist die Absaugstrecke also derart ausgebildet, dass das Bohrmehl zunächst aus dem Bohrerkopf herausgeführt und anschließend, nachdem es über einen Teil der Absaugstrecke außerhalb von Bohrerkopf und Bohrerschaft entlanggeführt ist, in den Bohrerschaft eingeleitet wird.
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Der Streckenabschnitt der Absaugstrecke, der außerhalb von Bohrerkopf und Bohrerschaft verläuft, ist nach der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 gegenüber der Umgebung, gemeint ist die Umgebung des Gesteins-Saugbohrers, abgedeckt, vorzugsweise vollständig abgedeckt. Dies verringert das Risiko, dass Bohrmehl nach dem Austritt aus dem Bohrerkopf in die Umgebung gelangen kann.
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Nach der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 ist der Streckenabschnitt der Absaugstrecke, der außerhalb von Bohrerkopf und Bohrerschaft verläuft, von einer Absaugglocke radial umgeben, die umlaufend vorzugsweise vollständig geschlossen ist. Diese weist vorzugsweise ein elastisches Material auf oder besteht aus einem solchen, wobei es sich besonders bevorzugt um synthetische Kautschuke wie etwa NBR (Acrylnitril-Butadien-Kautschuke) handelt (Anspruch 4). Eine solche Absaugglocke ist auf einfache Weise und werkzeuglos austauschbar.
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Die Absaugglocke ist gemäß der weiter bevorzugten Ausgestaltung von Anspruch 5 sowohl mit dem Bohrerkopf als auch mit dem Bohrerschaft verbunden, d.h. die Absaugglocke berührt sowohl den Bohrerkopf als auch den Bohrerschaft.
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Die Absaugglocke ist nach der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 im Bohrbetrieb relativ zum Bohrerkopf und Bohrerschaft drehfest. Mit anderen Worten dreht die Absaugglocke mit dem Bohrerschaft und dem Bohrerkopf mit. Reibungsbedingter Verschleiß kann damit verhindert werden. Besonders bevorzugt ist eine Verdrehsicherung vorgesehen, die verhindert, dass sich die Absaugglocke gegenüber dem Bohrerschaft und/oder dem Bohrerkopf verdreht.
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In den Ansprüchen 7 bis 11 sind besonders bevorzugte Varianten der Verbindung der Absaugglocke mit dem Bohrerkopf und/oder mit dem Bohrerschaft definiert. Insbesondere kann die jeweilige Verbindung dichtend (gegenüber Bohrmehl), formschlüssig und/oder kraftschlüssig ausgeführt sein.
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Bei der Ausgestaltung gemäß Anspruch 12 erstreckt sich die Absaugglocke axial entlang eines Teils des Bohrerkopfs und/oder Bohrerschafts. Entsprechend erstreckt sich auch der Streckenabschnitt der Absaugstrecke, der außerhalb vom Bohrerschaft und Bohrerkopf bzw. innerhalb der Absaugglocke verläuft, in axialer Richtung entlang eines Teils des Bohrerkopfs und/oder Bohrerschafts.
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Nach der weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 13 ist die radiale Außenseite der Absaugglocke gegenüber der radialen Außenseite des Bohrerkopfs radial zurückgesetzt oder fluchtet damit, ragt jedenfalls nicht radial über den Bohrerkopf hinaus. Auf diese Weise kann die Absaugglocke im Bedarfsfall axial mit in das Bohrloch eintauchen.
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Nach der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 14 handelt es sich bei dem Bohrerkopf um eine Bohrkrone. Die Absaugstrecke verläuft dann vorzugsweise vom Innern des topfförmigen Grundkörpers der Bohrkrone durch den Topfboden nach außen, insbesondere in die Absaugglocke. Es ist auch denkbar, die Absaugstrecke durch die Topfwand zu führen.
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In Anspruch 15 ist der Verlauf von Saugkanälen durch den Bohrerkopf und durch den Bohrerschaft definiert, die insbesondere Teil der Absaugstrecke für das Bohrmehl sind.
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Nach der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 16 kann ein Absaugadapter mit dem Bohrerschaft verbunden sein, durch den das Bohrmehl vom Gesteins-Saugbohrer abgeführt wird.
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Anspruch 17 definiert bevorzugte Varianten der Verbindung des Bohrerschafts mit dem Bohrerkopf. So kann der Bohrerkopf mit dem Bohrerschaft über eine Gewindeverbindung verbunden sein, also verschraubt sein. Der Bohrerschaft kann mehrteilig ausgebildet sein und beispielsweise ein Zwischenstück aufweisen, das den Bohrerkopf mit dem übrigen Bohrerschaft, der dann ein ein- oder mehrteiliges Endstück bildet, verbindet. Das Zwischenstück kann mit dem übrigen Bohrerschaft ebenfalls über eine Gewindeverbindung verbunden sein, also verschraubt sein. Grundsätzlich können auch mehrere solcher Zwischenstücke vorgesehen sein, die den Bohrerschaft bilden, womit eine Kolonnenbildung möglich ist.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
- 1 einen vorschlagsgemäßen Gesteins-Saugbohrer in einer perspektivischen Ansicht,
- 2 den Gesteins-Saugbohrer gemäß 1 in einer Schnittansicht und
- 3 einen Teil des Gesteins-Saugbohrers aus 1 in einer Explosionsdarstellung.
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Der in der Zeichnung dargestellte Gesteins-Saugbohrer 1 eignet sich für die Bearbeitung von Beton oder Stahlbeton, Mauerwerk, Fels o.dgl. und weist einen Einsteckabschnitt 2 zur Kopplung mit einer Bohrvorrichtung, einen Bohrerschaft 3 und einen Bohrerkopf 4 auf. Der Gesteins-Saugbohrer 1 stellt zum Absaugen von Bohrmehl eine Absaugstrecke 5 bereit, die aus dem Bohrerkopf 4, hier rückseitig, herausführt. Der Gesteins-Saugbohrer 1 ist hier und vorzugsweise mit einer Hammerbohrvorrichtung koppelbar. Grundsätzlich sind aber auch Anwendungen mit einer Schlag- und/oder Drehbohrvorrichtung denkbar.
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Der Bohrerkopf 4 ist hier und vorzugsweise als Bohrkrone 4 ausgebildet, die einen topfförmigen Grundkörper 6 und einen Zentrierbohrer 7 aufweist, der koaxial zum topfförmigen Grundkörper 6 angeordnet ist. Der topfförmige Grundkörper 6 umfasst einen axialen Topfboden 6a und eine radiale umlaufende Topfwand 6b, die an ihrem stirnseitigen Ende mit Schneidelementen 8 versehen ist. Die Bohrkrone 4 weist an ihrem rückwärtigen, d.h. von den Schneidelementen 8 abgewandten Ende, einen Anschlussabschnitt 9 auf, der über eine Gewindeverbindung 10 mit dem Bohrerschaft 3 verschraubt ist.
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Der Bohrerschaft 3 ist hier und vorzugsweise zweiteilig ausgebildet und umfasst ein Endstück 3a, das mit dem Einsteckabschnitt 2 einstückig verbunden ist, sowie ein Zwischenstück 3b, das über die besagte Gewindeverbindung 10 mit dem Bohrerkopf 4 verbunden ist. Das Endstück 3a und das Zwischenstück 3b sind über eine eigene Gewindeverbindung 11 ebenfalls miteinander verschraubt.
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Wesentlich bei dem vorschlagsgemäßen Gesteins-Saugbohrer 1 ist nun, dass die Absaugstrecke 5, nachdem sie aus dem Bohrerkopf 4 herausgeführt ist, zunächst in einem Streckenabschnitt 5a außerhalb von Bohrerschaft 3 und Bohrerkopf 4 weitergeführt und dann in den Bohrerschaft 3, hier das Zwischenstück 3b des Bohrerschafts 3, hineingeführt wird. Der Streckenabschnitt 5a der Absaugstrecke 5 ist hier und vorzugsweise gegenüber der Umgebung des Gesteins-Saugbohrers 1 vollständig von einer Absaugglocke 12 abgedeckt, die im Weiteren noch näher beschrieben wird. Bei bestimmungsgemäßer Anwendung wird durch die vorschlagsgemäße Lösung das gesamte Bohrmehl beim Absaugvorgang zunächst aus dem Bohrerkopf 4 herausgeführt und anschließend, nachdem es über einen Teil der Absaugstrecke 5 außerhalb von Bohrerschaft 3 und Bohrerkopf 4 entlanggeströmt ist, in den Bohrerschaft 3 eingeleitet und durch diesen hindurch abgeführt.
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Um den notwendigen Saugdruck bereitzustellen und das Bohrmehl aus dem Bohrerschaft 3 abzuführen, ist hier und vorzugsweise ein Absaugadapter 13 vorgesehen, der einen radialen Stutzen 13a zum Anschuss beispielsweise eines elektrischen Staubsaugers aufweist. Der Absaugadapter 13 ist hier mit dem Endstück 3a des Bohrerschafts 3 verbunden und axial beabstandet zu dem Bohrerkopf 4 und der Absaugglocke 12 angeordnet. Der Bohrerschaft 3 ist dabei relativ zu dem Absaugadapter 13 drehbar. Bohrerkopf 4 und Absaugglocke 12 sind dagegen drehfest zum Bohrerschaft 3 angeordnet und drehen somit auch relativ zum Absaugadapter 13. Aufgrund des axialen Abstands zwischen der Absaugglocke 12 und dem Absaugadapter 13 besteht keine mechanische Verbindung zwischen Absaugglocke 12 und Absaugadapter 13.
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Die Absaugglocke 12, die hier und vorzugsweise aus einem elastischen Material, insbesondere einem synthetischen Kautschuk wie NBR, besteht, umgibt den Streckenabschnitt 5a der Absaugstrecke 5, der außerhalb von Bohrerschaft 3 und Bohrerkopf 4 verläuft, radial und ist umlaufend vollständig geschlossen. Die Absaugglocke 12 ist dabei dichtend mit sowohl dem Bohrerschaft 3 als auch dem Bohrerkopf 4 verbunden und wie gesagt im Bohrbetrieb zum Bohrerschaft 3 und Bohrerkopf 4 drehfest. „Dichtend“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass bei bestimmungsgemäßer Anwendung das abgesaugte Bohrmehl nicht oder zumindest nicht nennenswert in die Umgebung des Gesteins-Saugbohrers gelangt. Eine dichte Verbindung zwischen Absaugglocke 12 und Bohrerschaft 3 einerseits und Bohrerkopf 4 andererseits wird dadurch begünstigt, dass die Absaugglocke 12 im Bohrbetrieb keine rotatorischen Relativbewegungen zu Bohrerschaft 3 und Bohrerkopf 4 durchführt.
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Um ein Verdrehen der Absaugglocke 12 relativ zu Bohrerschaft 3 und Bohrerkopf 4 auszuschließen, ist hier und vorzugsweise eine Verdrehsicherung 14 zwischen der Absaugglocke 12 und dem Bohrerkopf 4 vorgesehen. Die Verdrehsicherung 14 wird von korrespondierenden Flächen 14a und 14b gebildet. So weist die Absaugglocke 12 hier und vorzugsweise unrunde, insbesondere ebene, Innenflächen 14a auf, die an korrespondierenden Außenflächen 14b des Bohrerkopfs 4 radial anliegen. Bei den Außenflächen 14b handelt es sich hier um ohnehin vorhandene Schlüsselflächen zum Angreifen eines Maulschlüssels zu Montagezwecken. Grundsätzlich kann eine solche Verdrehsicherung 14 auch zwischen der Absaugglocke 12 und dem Bohrerschaft 3 vorgesehen sein.
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Die Absaugglocke 12 ist hier und vorzugsweise am Bohrerschaft 3 axial fixiert. Dazu ist eine axial formschlüssige Verbindung zwischen der Absaugglocke 12 und dem Bohrerschaft 3 vorgesehen. Der Formschluss besteht hier sowohl in Richtung des bohrerkopfabgewandten Endes des Bohrerschafts 3 bzw. in Richtung des Einsteckabschnitts 2 als auch in Richtung des Bohrerkopfs 4, also axial in beide Richtungen. Dabei taucht ein radial nach innen gerichteter Abschnitt 12a, hier in Form eines umlaufenden Kragens, in eine radiale Vertiefung 15 des Bohrerschafts 3, hier in Form einer radial umlaufenden Nut, ein. Das formschlüssige Zusammenwirken zwischen dem radial nach innen gerichteten Abschnitt 12a und der Vertiefung 15 ist in 2 im linken Detail gezeigt.
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Wie das rechte Detail in 2 zeigt, liegt ein bohrkopfseitiger Endabschnitt 12b der Absaugglocke 12 an der Rückseite des Bohrerkopfs 4 bzw. am Topfboden 6a der Bohrkrone 4 hier und vorzugsweise kraftschlüssig an. Der Endabschnitt 12b findet hier also einen axialen Anschlag in Richtung des Bohrerkopfs 4. Ferner liegt der Endabschnitt 12b radial außen auf einem axial umlaufenden Vorsprung 4a des Bohrerkopfs 4 an dessen Rückseite an. Die Absaugglocke 12 ist an dieser Stelle also nicht axial in Richtung des Bohrerschafts 3 fixiert. Die axiale Fixierung in dieser Richtung übernimmt allein die formschlüssige Verbindung zwischen dem radial nach innen gerichteten Abschnitt 12a und der Vertiefung 15. Grundsätzlich kann aber auch am bohrerkopfseitigen Ende der Absaugglocke 12 eine axiale Fixierung in Richtung des bohrerkopfabgewandten Endes des Bohrerschafts 3 bzw. in Richtung des Einsteckabschnitts 2, insbesondere durch einen axialen Formschluss, vorgesehen sein, indem beispielsweise der Endabschnitt 12b der Absaugglocke 12 mit einem Hinterschnitt an der Rückseite des Bohrerkopfs 4 zusammenwirkt.
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Um die axiale Fixierung der Absaugglocke 12 insbesondere am Bohrerschaft 3, und/oder auch am Bohrerkopf 4, noch weiter zu verbessern, ist die Absaugglocke 12 auch kraftschlüssig mit dem Bohrerschaft 3, bzw. dem Bohrerkopf 4, verbunden. Dies lässt sich besonders einfach durch die Materialwahl, hier die Verwendung von NBR, der Absaugglocke 12 realisieren.
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Die Absaugglocke 12 erstreckt sich, wie die 1 und 2 veranschaulichen, axial entlang sowohl eines Teils des Bohrerschafts 3 als auch eines Teils des Bohrerkopfs 4, wobei die radiale Außenseite der Absaugglocke 12 hier und vorzugsweise mit der radialen Außenseite des Bohrerkopfs 4 fluchtet. Alternativ kann die radiale Außenseite der Absaugglocke 12 auch gegenüber der radialen Außenseite des Bohrerkopfs 4 radial zurückgesetzt sein. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die radiale Außenseite der Absaugglocke 12 gegenüber der radialen Außenseite des Bohrerkopfs 4 radial nach außen vorspringt, beispielsweise bei einem Bohrerkopf 4, bei dem die Absaugstrecke 5 relativ weit außen bzw. nah der radialen Außenseite des Bohrerkopfs 4 aus diesem austritt. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Absaugstrecke 5 durch die Topfwand 6b vom Innern des topfförmigen Grundkörpers 6 in den Streckenabschnitt 5a verläuft.
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Die Absaugstrecke 5 verläuft bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel vom Innern des topfförmigen Grundkörpers 6 vollständig durch den Topfboden 6a in den Streckenabschnitt 5a der Absaugstrecke 5, der außerhalb von Bohrerschaft 3 und Bohrerkopf 4 verläuft. Grundsätzlich kann die Absaugstrecke 5 auch abschnittsweise oder vollständig durch die Topfwand 6b vom Innern des topfförmigen Grundkörpers 6 in den Streckenabschnitt 5a führen. Hier und vorzugsweise ist im Bohrerkopf 4 bzw. im Topfboden 6a der Bohrkrone 4 mindestens ein erster Saugkanal 16 ausgebildet. Hier und vorzugsweise sind zwei solche erste Saugkanäle 16 ausgebildet. Der jeweilige Saugkanal 16 ist beabstandet zur Rotationsachse 17 des Gesteins-Saugbohrers 1 angeordnet und erstreckt sich jeweils von einer insbesondere axialen Einlassöffnung 16a, an der das Bohrmehl in den ersten Saugkanal 16 eintritt, zu einer insbesondere axialen Auslassöffnung 16b, an der das Bohrmehl aus dem Bohrerkopf 4 bzw. ersten Saugkanal 16, insbesondere in die Absaugglocke 12, austritt.
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Im Bohrerschaft 3 ist ein zweiter Saugkanal 18 ausgebildet, der sich über mindestens einen axialen Teil des Bohrerschafts 3 in seinem Innern erstreckt. Der Begriff „axial“ ist hier immer bezogen auf die Richtung der Rotationsachse 17 des Gesteins-Saugbohrers 1. Der zweite Saugkanal 18 erstreckt sich von mindestens einer insbesondere radialen Einlassöffnung 18a, von der hier und vorzugsweise zwei vorgesehen sind, über einen hier und vorzugsweise zentralen Kanalabschnitt 18c zu mindestens einer insbesondere radialen Auslassöffnung 18b. An der jeweiligen Einlassöffnung 18a tritt das Bohrmehl, insbesondere aus der Absaugglocke 12, in den Bohrerschaft 3, hier in das Zwischenstück 3b, ein, wohingegen an der jeweiligen Auslassöffnung 18b das Bohrmehl aus dem Bohrerschaft 3, hier aus dem Endstück 3a, austritt. Von der hier und vorzugsweise einzigen Auslassöffnung 18b gelangt das Bohrmehl dann in den radialen Stutzen 13a des Absaugadapters 13, der den Bohrerschaft 3, hier das Endstück 3a, drehbeweglich aufnimmt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010028302 A1 [0003]
