EP0352215A2 - Bohrwerkzeug - Google Patents
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- EP0352215A2 EP0352215A2 EP89710056A EP89710056A EP0352215A2 EP 0352215 A2 EP0352215 A2 EP 0352215A2 EP 89710056 A EP89710056 A EP 89710056A EP 89710056 A EP89710056 A EP 89710056A EP 0352215 A2 EP0352215 A2 EP 0352215A2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B28D1/14—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by boring or drilling
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- E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
- E21B37/02—Scrapers specially adapted therefor
Definitions
- the outside diameter of the spiral shank of a conventional rock drill is always below the nominal diameter of the drilling tool, which is formed by the outside diameter of the hard metal cutting edge. As a result, the spiral shaft cannot completely ensure that the drilling dust is properly scraped off the inner wall of the borehole.
- a drilling tool which has become known which has a slide-on conveying helix which consists of a helically formed wire part made of rubber, synthetic rubber, pressed material or the like, the outer edge of the conveying helix being narrow and flexible, so that a certain brush effect and thus cleaning of the borehole is to be achieved through these areas.
- a disadvantage of this known drilling tool is the structure of these allegedly brushing elements, which is to be formed by merely reducing the wall thickness of an otherwise conventional conveying spiral. In practice, this should lead to a rapid wear of these areas, since these are not actual brush-like organs, but rather means that at most exert a certain scraping effect.
- the invention is based on the object of proposing a drilling tool, in particular a rock drill, which ensures problem-free discharge of the drilling dust from the borehole during the manufacturing process.
- the invention is based on the knowledge that only one Wholesome brush element made of bristles can bring about a satisfactory and absolutely safe cleaning of a borehole, ie the arrangement according to the prior art is not very suitable for reliable removal of the drilling dust, in particular under difficult conditions.
- the invention provides full-fledged brush elements with a large number of individual bristles, which process every area of the borehole with a large effective brushing surface. This ensures an absolutely safe removal of the drilling dust from the borehole.
- the invention further provides that, in addition to the function of cleaning the inner wall of the borehole, the brush elements also serve as a conveyor helix due to a corresponding helical arrangement of these brush elements.
- Either individual bristle bundles or elongated strip brushes are used as brush elements, as are known per se from other fields of application.
- the basic idea according to the invention is realized particularly advantageously on a one-piece drilling tool or on a drilling tool provided with a plug-on helix.
- the brush elements can either be applied directly in the existing grooves of a conventional drilling tool or on a cylindrical shaft. In the latter case, the brush elements alone form the spiral gear. The same applies if you make this arrangement on an attachable conveyor spiral.
- the brush elements in bores, in grooves or on the
- the cylindrical shank is glued in or glued on or, if necessary, fastened in a form-fitting manner by means of a snap connection.
- the brush elements can also be soldered or soldered in or screwed in with a cylindrical brush foot.
- the brush elements can be designed as replaceable elements.
- the bristle or brush elements can also be fixed by means of material flanging.
- the bristle bundles are arranged in the groove base of the spiral shaft in such a way that they overlap in the axial direction or that they are also arranged spirally in the groove base.
- the axial overlap ensures that every inner casing area of the borehole is covered.
- strip brushes are arranged on a flexible carrier tape made of plastic or metal, this tape in turn being able to be wound spirally in grooves or on a helical conveyor shaft. It is advantageous if the carrier tape is completely embedded in a groove so that the brushes cannot be sheared off.
- strip brushes are arranged asymmetrically in the grooves in such a way that an additional drilling dust space results from the groove.
- the brushes are welded onto the plastic carrier tape or directly onto a tubular slip-on helix, the individual brushes penetrating approximately 5/10 mm into the base material.
- strip brushes it is also advantageous if these are arranged spirally in segment sections, wherein metal webs can preferably be provided as supporting conveyor spiral sections between the segment sections.
- a conveying helix in a preferred embodiment of the invention, can be formed in a conventional manner with a metal web or, in the case of an attachable helix, also with a plastic web and the second conveying helix can be formed by brush elements.
- the spiral shaft or the conveying helix can be made of a twisted or twisted base material, the base material having axial longitudinal grooves or axially arranged bores for receiving the brush elements, which form a spiral after the twist.
- the brush elements are only arranged in the upper third of the spiral shaft, since this can be sufficient for cleaning the borehole. In principle, however, it is possible to equip the spiral shaft with brush elements.
- the brush elements themselves are designed as conveyor coils or conveyor coil sections, the task of conveying the drilling dust is performed by the brush elements themselves and, if appropriate, by the additional grooves for the strip brushes.
- the individual bristle bundles or the strip-shaped strip brushes are suitable.
- the rock drill 1 shown in FIG. 1 consists of a drill head 2, a clamping shaft 3 and a spiral shaft or a conveying helix 4 located in between.
- a drill head 2 a clamping shaft 3 and a spiral shaft or a conveying helix 4 located in between.
- the embodiment according to FIG serve to clean the borehole of drilling dust.
- the Individual bundles of bristles are attached in the groove base of the spiral shaft in such a way that they do not or only insignificantly impair the conveying of drilling dust from the helix.
- the individual bristle bundles are introduced into bores 7 in the groove base 5 of the spiral shaft 4, the upper bristle bundle 6 in Fig. 3 glued into the bore 7 and the lower bristle bundle 6 'by means of a snap connection 8 in the bore 7th is introduced.
- a threaded connection can also be provided.
- the bristle bundle 6 consists of a one-piece, brush-like round or conical bristle element made of a plastic or metal with an optionally molded foot as a fastening element, such as. B. screw head or snap connection 8 or soldering or adhesive sleeve 12.
- a fastening element such as. B. screw head or snap connection 8 or soldering or adhesive sleeve 12.
- Such elements are shown, for example, in the brochure of Pedex & Co. GmbH in 6948 Wald-Michelbach.
- the bristle bundles 6 can be arranged off-center in the drilling dust groove or the groove base 5 of a conventional drilling tool.
- the distance a pointing towards the drill head in the groove base is made larger than the remaining distance b, since this area serves to hold the drilling dust.
- the individual bristle bundles 6 are arranged spirally on a smooth cylindrical conveyor helix shaft 9, so that they are arranged in the manner of a separate conveyor helix 10 with the pitch angle ⁇ .
- the outer effective The diameter (d) of the conveying helix 10 formed by the bristle bundles 6 is the same size or slightly larger than the nominal diameter (D) of the drilling tool, the nominal diameter being formed by the hard metal cutting element 11 on the drill head 2. This ensures that the inner wall of the borehole is always reached by the brushes of the individual bristle bundles. This also applies to the exemplary embodiment according to FIG. 1.
- the bristle bundles 6 are introduced into bores in the wall 14 of a hollow helix 15 which is hollow in the inner region in the upper region of the illustration (see arrow 13).
- the bristle bundles 6 are in turn arranged spirally to form a conveyor helix 10 with the pitch angle ⁇ .
- This plug-on helix 15 can then be pushed onto a cylindrical drill shaft in a conventional manner.
- strip brushes of this type have an elongated, U-shaped edging foot (carrier band), in which the bristles made of special trim materials made of plastic or metal or the like are embedded. They can easily be bent into any shape, in particular also spirally, so that they are also suitable for the present application.
- the bristles of the bristle bundle 6 or the strip brush 17 can also be welded onto the carrier tape, these being embedded in the base material in a bead-like manner about 5/10 mm.
- continuous grooves 18 are made in the wall 14 of the plug-on helix 15 (FIG. 4), as is also shown in the exemplary embodiment according to FIG. 5 for a solid material for a drill spiral shaft 9.
- the strip brushes thus form a separate conveyor helix 19, similar to the conveyor helix 10 in FIG. 2, formed from the individual bristle bundles 6. This conveyor helix then also has the task of transporting the drilling dust out of the borehole and cleaning the borehole wall of drilling dust.
- the strip brush 17 can also be designed as individual, interrupted segments, the space 20 between the segments 17 ', 17' not being filled at all or filled by means of a metal or plastic web 21 indicated by dashed lines can be.
- the web 21 has the shape of a conveyor helix and supports the guidance of the conveyor helix.
- the cylindrical drill shaft is also provided with grooves 18 for receiving the strip brushes 17, possibly with additional gaps 20 'or webs 21'.
- the outer diameter (d) of the strip brushes 17 is, as in the examples described above, of the same size or slightly larger than the nominal diameter (D) of the drilling tool.
- the strip brush 17 shown in FIGS. 4 and 5 can also be applied, in particular glued, directly to a cylindrical conveyor spiral section without an additional groove 18.
- the foot or the strap is the Strip brush 17 provided with an adhesive tape or an adhesive film, which enables a firm connection between the strip brush 17 and the cylindrical base material.
- the foot or the carrier tape can optionally also consist of metal and thereby be soldered onto the helical shaft.
- This type of application enables the strip brush to be arranged in any desired manner, and such a strip brush conveying helix can also be fitted to a drilling tool which has a clamping shank or drill head which is wider in diameter than the conveying helix shaft, so that an additional tubular conveying helix is pushed on is no longer possible.
- FIGS. 6a to c show a horizontal section through the spiral shaft according to FIG. 3 or 5 with different types of fastening of the bristle bundles or the strip brushes. It must be ensured here that the individual bristles are firmly clamped to the conveyor helix shaft or are otherwise fastened. 6a to c, undercuts 22 are provided for this purpose, which enable the rear part of the bristles to be spread open and thus to strengthen the connection. Furthermore, edging 23 or other form-fitting connections can be provided.
- the initially axially extending longitudinal grooves for receiving the strip brushes can also be produced with an undercut 22 as shown in FIG. 6 and the receiving base of the strip brushes can be shaped accordingly.
- the strip brush can then be inserted into this guide groove in an axial feed movement before or after the drill shaft is twisted.
- the conveyor helix 10 formed from the bristle bundles 6 or the conveyor helix 19 formed from the strip brushes 17 can form one of the two conveyor helices, while the second conveyor helix is retained as a conventional metal web.
- the strip brush 17 has a carrier tape 24 made of plastic or metal, in which the bristles 25 are anchored.
- deep puncture grooves 18 are provided, into which the carrier tape 24 is completely sunk.
- the depth t of the sinking of the carrier tape 24 into the groove 18 should be approximately two times b (t ⁇ 2 x b), where b is the width of the bristles 25. This ensures that the flexibility of the bristles 25 in the groove 18 is always guaranteed, d. H. by embedding in the groove or in the pocket 18, shearing of the bristles 25 at the edge of the borehole is avoided by tilting the machine.
- it is expedient that the corner edges 26 of the grooves 18 are rounded.
- the bristles 25 can be arranged asymmetrically in the groove 18, ie the upper region x 1 is larger than the lower region x 2, whereby an additional drilling dust chamber 27 is created above the bristles 25. This arrangement can also be transferred to FIG. 7.
- FIG. 8 shows a strip brush 17 in the upper area corresponding to the description in FIG. 7, but without carrier tape 24.
- an arrangement of bristle bundles 28 in a groove 18 is shown.
- these bundles of bristles can also be welded onto a carrier tape 24 ', similar to the carrier tape 24 according to FIG. 7, and thus form a roll brush strip with individual bristle bundles 6.
- both a strip brush 17 and a bristle bundle strip 28 are applied to a conveyor spiral in corresponding grooves 18 or directly on the conveyor spiral shaft without grooves, the arrangement being able to be carried out one behind the other in the axial direction or - in the case of a two-start spiral - one spiral path consists of a strip brush 17 and the other spiral path consists of a strip-shaped bristle bundle 28.
- the invention is not restricted to the exemplary embodiment shown and described. Rather, it also encompasses all professional training courses without their own inventive content.
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Abstract
Description
- Beim Bohren in Gestein oder Beton muß das entstehende Bohrmehl oder Bohrklein mittels des Spiralschaftes aus dem Bohrloch heraus transportiert werden. Befestigungsvorschriften von Verankerungen mittels Dübeln schreiben vor, daß das Bohrmehl vollständig aus dem Bohrloch zu entfernen ist. Dies kann jedoch Schwierigkeiten aufwerfen, da das Bohrmehl zum einen im Bohrloch verbacken sein kann, zum anderen geeignete Mittel zur Entfernung des Bohrmehls, wie zum Beispiel Preßluft o. dgl., nicht stets zur Verfügung steht. Eine Verankerung mittels einer Dübel-Schraubverbindung hängt jedoch wesentlich von der erfolgten Bohrmehlentfernung aus dem Bohrloch ab.
- Der Spiralschaft eines üblichen Gesteinsbohrers liegt in seinem Außendurchmesser stets unter dem Nenndurchmesser des Bohrwerkzeugs, welcher durch den Außendurchmesser der Hartmetallschneide gebildet wird. Demzufolge kann der Spiralschaft nicht vollständig dafür sorgen, daß das Bohrmehl von der Innenwandung des Bohrloches einwandfrei abgekratzt wird.
- Aus der DE-OS 2 403 722 ist ein Bohrwerkzeug bekanntgeworden, welches eine aufschiebbare Förderwendel aufweist, die aus einem schraubenförmig gebildeten Drahtteil aus Gummi, Kunstgummi, Preßstoff o. dgl. besteht, wobei der äußere Rand der Förderwendel schmal und nachgiebig ausgebildet ist, so daß durch diese Bereiche eine gewisse Bürstenwirkung und damit eine Reinigung des Bohrloches erzielt werden soll.
- Nachteilig an diesem bekannten Bohrwerkzeug ist der Aufbau dieser angeblich bürstenden Organe, der durch eine bloße Wandstärkenreduzierung einer sonst üblichen Förderwendel gebildet werden soll. Dies dürfte in der Praxis zu einem raschen Verschleiß dieser Bereiche führen, da es sich hierbei nicht um eigentliche bürstenartige Organe, sondern um Mittel handelt, die allenfalls eine gewisse Abkratzwirkung ausüben.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug, insbesondere einen Gesteinsbohrer, vorzugschlagen, der einen einwandfreien Austrag des Bohrmehls aus dem Bohrloch während des Herstellungsprozesses gewährleistet.
- Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Bohrwerkzeug der einleitend bezeichneten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
- Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs möglich.
- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß nur ein vollwertiges Bürstenelement aus Borsten eine befriedigende und absolut sichere Reinigung eines Bohrloches bewirken kann, d. h. die Anordnung nach dem Stand der Technik ist wenig dazu geeignet, eine zuverlässige Entfernung des Bohrmehls insbesondere bei erschwerten Bedingungen durchzuführen. Demgegenüber sieht die Erfindung vollwertige Bürstenelemente mit einer Vielzahl von Einzelborsten vor, die jeden Bereich des Bohrloches mit einer großen wirksamen Bürstfläche bearbeiten. Hierdurch ist eine absolut sichere Entfernung des Bohrmehls aus dem Bohrloch zu erreichen.
- Dabei sieht die Erfindung weiterhin vor, daß die Bürstenelemente neben der Funktion der Reinigung der Innenwandung des Bohrloches, zusätzlich auch als Förderwendel durch eine entsprechende wendelförmige Anordnung dieser Bürstenelemente dienen. Dabei werden als Bürstenelemente entweder einzelne Borstenbündel oder längliche Streifenbürsten verwendet, wie sie aus anderen Anwendungsgebieten an sich bekannt sind.
- Besonders vorteilhaft wird der erfindungsgemäße Grundgedanke an einem einstückigen oder an einem mit einer Aufsteckwendel versehenen Bohrwerkzeug verwirklicht. Dabei können die Bürstenelemente entweder direkt in den vorhandenen Nuten eines herkömmlichen Bohrwerkzeuges oder auf einen zylindrischen Schaft aufgebracht sein. Im letzteren Fall bilden die Bürstenelemente allein den Spiralgang. Gleiches gilt, wenn man diese Anordnung an einer aufsteckbaren Förderwendel vornimmt.
- In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bürstenelemente in Bohrungen, in Nuten oder auf dem Zylinderschaft ein- oder aufgeklebt oder mittels einer Schnappverbindung ggf. formschlüssig einrastend befestigt sind. Mittels eines geeigneten Fußes oder Trägerbandes können die Bürstenelemente auch auf- oder eingelötet oder bei zylindrischem Bürstenfuß eingeschraubt werden. Hierdurch können die Bürstenelemente als auswechselbare Elemente ausgebildet sein. Mittels einer Materialumbördelung können die Borsten- oder Bürstenelemente ebenfalls fixiert werden.
- In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Borstenbündel im Nutengrund des Spiralschafts derart angeordnet, daß sie sich in axialer Richtung überlappen oder daß sie auch im Nutengrund spiralförmig angeordnet sind. Durch die axiale Überlappung wird sichergestellt, daß jeder Innenmantelbereich des Bohrloches erfaßt wird.
- Eine erfindungsgemäße vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß die Streifenbürsten auf einem flexiblen Trägerband aus Kunststoff oder Metall angeordnet sind, wobei dieses Band wiederum in Nuten oder auf einem Förderwendelschaft spiralförmig aufwickelbar ist. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn das Trägerband vollkommen in eine Nut eingebettet ist, damit die Bürsten nicht abgeschert werden können.
- Zweckmäßig ist es weiterhin, wenn die Streifenbürsten asymmetrisch in den Nuten derart angeordnet sind, daß sich durch die Nut ein zusätzlicher Bohrmehlraum ergibt.
- Besonders vorteilhaft ist weiterhin, daß die Bürsten auf das Kunststoffträgerband oder direkt auf eine rohrförmige Aufsteckwendel aufgeschweißt sind, wobei die einzelnen Bürsten ca. 5/10 mm in das Grundmaterial eindringen.
- Bei der Verwendung von Streifenbürsten ist es weiterhin vorteilhaft, wenn diese in Segmentabschnitten spiralförmig angeordnet sind, wobei zwischen den Segmentabschnitten vorzugsweise Metallstege als abstützende Förderwendelabschnitte vorgesehen sein können.
- Bei einem zweigängigen Spiralschaft kann in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung eine Förderwendel in herkömmlicher Weise mit einem Metallsteg oder - bei einer aufsteckbaren Wendel auch mit einem Kunststoffsteg und die zweite Förderwendel durch Bürstenelemente gebildet sein.
- Der Spiralschaft bzw. die Förderwendel kann aus einem verdrillten oder verdrehten Grundmaterial hergestellt sein, wobei das Grundmaterial vor der Verdrehung axiale Längsnuten oder axial angeordnete Bohrungen zur Aufnahme der Bürstenelemente aufweist, die sich nach der Verdrehung zu einer Wendel formen.
- In bestimmten Fällen kann es ausreichend sein, wenn die Bürstenelemente nur im oberen Drittel des Spiralschaftes angeordnet sind, da dies zur Reinigung des Bohrloches ausreichen kann. Grundsätzlich ist jedoch jede Bestückung des Spiralschaftes mit Bürstenelementen möglich.
- Sofern man die Bürstenelemente selbst als Förderwendel bzw. Förderwendelabschnitte ausbildet, wird die Aufgabe der Förderung des Bohrmehls durch die Bürstenelemente selbst und ggf. durch die zusätzlichen Nuten für die Streifenbürsten wahrgenommen. Je nach Anwendungsfall eignen sich hierfür die einzelnen Borstenbündel oder die streifenförmigen Streifenbürsten.
- Vorteilhafte und zweckmäßige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
- Fig. 1 einen herkömmlichen Gesteinsbohrer mit Metallförderwendel und im oberen Bereich in den Bohrmehlnuten angeordneten Borstenbündel,
- Fig. 2 eine spiralförmige Anordnung von Borstenbündel auf einen zylindrischen Förderwendelschaft,
- Fig. 3 einen Ausschnitt über alternative Möglichkeiten der Befestigungsart von Borstenbündel in Bohrungen,
- Fig. 4 eine auf einen zylindrischen Schaft aufsteckbare Aufsteckwendel mit Streifenbürsten im unteren Bereich und Borstenbündel im oberen Bereich,
- Fig. 5 eine alternative Ausführungsform zu Fig. 2 mit Streifenbürsten anstelle von Borstenbündel und
- Fig. 6a, b, c einen Horizontalschnitt durch Fig.2 oder 5 mit verschiedenen Möglichkeiten der Nutenausbildung für die Bürstenelemente.
- Der in Fig. 1 dargestellte Gesteinsbohrer 1 besteht aus einem Bohrkopf 2, einem Einspannschaft 3 und einem dazwischen liegenden Spiralschaft bzw. einer Förderwendel 4. In einem solchen herkömmlichen Bohrwerkzeug sind beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 im Kopfbereich im Nutengrund 5 Borstenbündel 6 eingelassen, die zur Reinigung des Bohrloches von Bohrmehl dienen. Die einzelnen Borstenbündel werden derart im Nutengrund des Spiralschafts angebracht, daß sie die Bohrmehlförderung der Förderwendel nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigen.
- Wie in Fig. 3 dargestellt, werden die einzelnen Borstenbündel in Bohrungen 7 im Nutengrund 5 des Spiralschaftes 4 eingebracht, wobei das in Fig. 3 obere Borstenbündel 6 in die Bohrung 7 eingeklebt und das untere Borstenbündel 6′ mittels einer Schnappverbindung 8 in die Bohrung 7 eingebracht ist. Anstelle der Schnappverbindung 8 kann auch eine Gewindeverbindung vorgesehen sein.
- Das Borstenbündel 6 besteht aus einem einstückigen, pinselartigen runden bzw. kegelförmigen Borstenelement aus einem Kunststoff oder Metall mit ggf. angeformtem Fuß als Befestigungselement, wie z. B. Schraubkopf bzw. Schnappverbindung 8 oder Einlöt- bzw. Einklebhülse 12. Derartige Elemente sind beispielsweise im Prospektblatt der Firma Pedex & Co. GmbH in 6948 Wald-Michelbach abgebildet.
- Die Borstenbündel 6 können gemäß der Darstellung in Fig. 3 außermittig in der Bohrmehlnut bzw. dem Nutengrund 5 eines herkömmlichen Bohrwerkzeugs angeordnet sein. Insbesondere wird der zum Bohrerkopf hin weisende Abstand a im Nutengrund größer ausgeführt als der übrige Abstand b, da dieser Bereich der Aufnahme des Bohrmehls dient.
- Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die einzelnen Borstenbündel 6 spiralförmig auf einem glatten zylindrischen Förderwendelschaft 9 angeordnet, so daß sie nach Art einer eigenen Förderwendel 10 mit dem Steigungswinkel α angeordnet sind. Der äußere wirksame Durchmesser (d) der durch die Borstenbündel 6 gebildeten Förderwendel 10 ist gleich groß oder etwas größer wie der Nenndurchmesser (D) des Bohrwerkzeuges, wobei der Nenndurchmesser durch das Hartmetallschneidelement 11 am Bohrerkopf 2 gebildet wird. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Innenwandung des Bohrloches stets durch die Bürsten der einzelnen Borstenbündel erreicht wird. Dies gilt ebenso für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.
- Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind im oberen Bereich der Darstellung (siehe Pfeil 13) die Borstenbündel 6 in die Wandung 14 einer im inneren Bereich hohlen Aufsteckwendel 15 in Bohrungen eingebracht. Dabei erfolgt die Anordnung der Borstenbündel 6 wiederum spiralförmig, um eine Förderwendel 10 mit dem Steigungswinkel α zu bilden. Diese Aufsteckwendel 15 kann dann in herkömmlicher Weise auf einen zylindrischen Bohrerschaft aufgeschoben werden.
- Im unteren Bereich der Fig. 4 (Pfeil 16) wird anstelle der einzelnen Borstenbündel 6 eine sogenannte Streifenbürste 17 verwendet, wie sie ebenfalls im Handel unter dieser Bezeichnung für andere Anwendungszwecke bekannt ist. Derartige Streifenbürsten besitzen einen länglichen, U-förmigen Einfassungsfuß (Trägerband), in welchem die Borsten aus speziellen Besatzmaterialien aus Kunststoff oder Metall o. dgl. eingelassen sind. Sie lassen sich leicht in jegliche Formgebung insbesondere auch spiralförmig verbiegen, so daß sie auch für den vorliegenden Anwendungszweck geeignet sind.
- Die Borsten des Borstenbündels 6 oder der Streifenbürste 17 können auf dem Trägerband auch aufgeschweißt sein, wobei diese wulstartig in das Grundmaterial etwa 5/10 mm eingelassen sind.
- Zur Einbringung der Streifenbürste sind in die Wandung 14 der Aufsteckwendel 15 (Fig. 4) durchgehende Nuten 18 eingebracht, wie dies auch im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 bei einem Vollmaterial für einen Bohrerspiralschaft 9 dargestellt ist. Die Streifenbürsten bilden so eine eigene Förderwendel 19, ähnlich der Förderwendel 10 in Fig. 2, gebildet aus den einzelnen Borstenbündel 6. Diese Förderwendel hat dann ebenfalls die Aufgabe, das Bohrmehl aus dem Bohrloch heraus zu transportieren und die Bohrlochwandung von Bohrmehl zu säubern.
- Wie im unteren Bereich von Fig. 4 alternativ dargestellt, kann die Streifenbürste 17 auch als einzelne, unterbrochene Segmente ausgebildet sein, wobei der Zwischenraum 20 zwischen den Segmenten 17′, 17˝ gar nicht ausgefüllt oder mittels eines gestrichelt angedeuteten Metall- oder Kunststoffsteges 21 ausgefüllt sein kann. Der Steg 21 hat die Form einer Förderwendel und unterstützt die Führung der Förderwendel.
- Gleiches gilt für die Darstellung nach Fig. 5, wobei hier der zylindrische Bohrerschaft ebenfalls mit Nuten 18 zur Aufnahme der Streifenbürsten 17 versehen ist, ggf. mit zusätzlichen Zwischenräumen 20′ oder Stegen 21′. Der Außendurchmesser (d) der Streifenbürsten 17 ist, wie in den vorbeschriebenen Beispielen, gleich groß oder etwas größer ausgeführt als der Nenndurchmesser (D) des Bohrwerkzeuges.
- Die in Fig. 4 und 5 gezeigte Streifenbürste 17 kann auch ohne zusätzliche Nut 18 direkt auf einen zylindrischen Förderwendelabschnitt aufgebracht, insbesondere aufgeklebt werden. Hierfür ist der Fuß bzw. das Trägerband der Streifenbürste 17 mit einem Klebeband oder einer Klebefolie versehen, die eine feste Verbindung zwischen der Streifenbürste 17 und dem zylindrischen Grundmaterial ermöglicht. Der Fuß bzw. das Trägerband kann auch ggf. aus Metall bestehen und hierdurch auf den Wendelschaft aufgelötet werden. Diese Aufbringungsart ermöglicht eine beliebige Anordnung der Streifenbürste mit beliebiger Steigung, wobei eine Montage einer solchen Streifenbürsten-Förderwendel auch bei einem Bohrwerkzeug möglich ist, welches einen im Durchmesser breiteren Einspannschaft oder Bohrerkopf aufweist, als der Förderwendelschaft, so daß ein Aufschieben einer zusätzlichen, rohrförmigen Förderwendel nicht mehr möglich ist.
- Die Darstellungen in Fig. 6a bis c zeigen einen Horizontalschnitt durch den Spiralschaft nach Fig. 3 oder 5 mit verschiedenen Befestigungsarten der Borstenbündel bzw. der Streifenbürsten. Hier muß sichergestellt sein, daß die einzelnen Borsten fest am Förderwendelschaft verklemmt oder sonstwie befestigt sind. In den Darstellungen nach Fig. 6a bis c sind hierfür Hinterschneidungen 22 vorgesehen, die eine Aufspreizung des hinteren Teils der Borsten und damit eine Verfestigung der Verbindung ermöglichen. Weiterhin können Umbörtelungen 23 oder sonstige formschlüssige Verbindungen vorgesehen sein.
- Sofern man den Förderwendelschaft durch eine nicht näher dargestellte Verdrillung des Bohrerschaftes herstellt, können die zunächst axial verlaufenden Längsnuten zur Aufnahme der Streifenbürsten ebenfalls mit einer Hinterschneidung 22 gemäß Fig. 6 hergestellt und der Aufnahmefuß der Streifenbürsten entsprechend geformt sein.
- Die Streifenbürste kann dann vor oder nach der Verdrillung des Bohrerschaftes in diese Führungsnut in einer axialen Vorschubbewegung eingeführt werden.
- Sofern der Gesteinsbohrer als zweigängige Förderwendel ausgebildet ist, kann die aus den Borstenbündeln 6 gebildete Förderwendel 10 oder die aus den Streifenbürsten 17 gebildete Förderwendel 19 eine der beiden Förderwendeln bilden, während die zweite Förderwendel als üblicher Metallsteg erhalten bleibt.
- In Fig. 7 ist der Aufwickelvorgang einer Streifenbürste 17 auf eine Aufsteckwendel 15 nochmals dargestellt. Hierfür weist die Streifenbürste 17 ein Trägerband 24 aus Kunststoff oder Metall auf, in welchem die Borsten 25 verankert sind. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 sind tiefe Einstichnuten 18 vorgesehen, in welche das Trägerband 24 vollständig versenkt ist. Die Tiefe t der Versenkung des Trägerbands 24 in die Nut 18 soll etwa zwei mal b betragen (t ∼ 2 x b), wobei b die Breite der Borsten 25 ist. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Flexibilität der Borsten 25 in der Nut 18 stets gewährleistet ist, d. h. durch die Einbettung in der Nut bzw. in der Tasche 18 wird ein Abscheren der Borsten 25 am Bohrlochrand durch Verkantung der Maschine vermieden. Hierzu ist es zweckmäßig, daß die ECk-Kanten 26 der Nuten 18 abgerundet sind.
- Wie im obersten Teil von Fig. 8 dargestellt, können die Borsten 25 asymmetrisch in der Nut 18 angeordnet sein, d. h. der obere Bereich x₁ ist größer als der untere Bereich x₂, wodurch oberhalb der Borsten 25 ein zusätzlicher Bohrmehlraum 27 geschaffen wird. Diese Anordnung läßt sich auch auf Fig. 7 übertragen.
- Die Darstellung in Fig. 8 zeigt im übrigen im oberen Bereich eine Streifenbürste 17 entsprechend der Beschreibung nach Fig. 7, jedoch ohne Trägerband 24. Im unteren Bereich ist eine Anordnung von Borstenbündeln 28 in einer Nut 18 dargestellt. Diese Borstenbündel können jedoch ebenfalls auf einem Trägerband 24′, ähnlich dem Trägerband 24 nach Fig. 7 aufgeschweißt sein und bilden damit eine aufwickelbare Streifenbürste mit einzelnen Borstenbündeln 6.
- Es ist auch möglich, daß auf einer Förderwendel sowohl eine Streifenbürste 17 als auch ein Borstenbündelstreifen 28 in entsprechenden Nuten 18 oder direkt auf den Förderwendelschaft ohne Nuten aufgebracht sind, wobei die Anordnung hintereinander in axialer Richtung vorgenommen werden kann oder - bei einer zweigängigen Wendel - der eine Wendelgang aus einer Streifenbürste 17 und der andere Wendelgang aus einem streifenförmigen Borstenbündel 28 besteht.
- Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle fachmännischen Weiterbildungen ohne eigenen erfinderischen Gehalt.
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