EP2801460A1 - Bohrer mit Bohrlochreinigungselementen zum Bohren und Reinigen eines Bohrlochs - Google Patents
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- EP2801460A1 EP2801460A1 EP20140165833 EP14165833A EP2801460A1 EP 2801460 A1 EP2801460 A1 EP 2801460A1 EP 20140165833 EP20140165833 EP 20140165833 EP 14165833 A EP14165833 A EP 14165833A EP 2801460 A1 EP2801460 A1 EP 2801460A1
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- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D7/00—Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups
- B28D7/02—Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups for removing or laying dust, e.g. by spraying liquids; for cooling work
Definitions
- the invention relates to a drill for drilling and cleaning a borehole, a drilling assembly, a method for drilling and cleaning a borehole and a use.
- a hollow drill is provided with at least one hole in the drill behind the drill bit, can be sucked through the drilling dust with a vacuum cleaner immediately after its emergence. However, if necessary, the drill hole must then be brushed with a brush to achieve a clean bond or attachment with the help of a chemical anchor.
- DE 39 19 095 A1 discloses a rock drill from a drill bit, a clamping shaft and an intermediate conveyor spiral.
- the conveyor coil has helically or spirally arranged brushing members for cleaning the borehole of drill dust.
- the brushing members may be bristle bundles and / or elongated strip brushes.
- the effective one Outer diameter of the brush elements extends at least to the drill nominal diameter.
- DE 197 57 424 A1 discloses a device for well cleaning, which is introduced into a previously created in a subsoil wellbore.
- a tubular shaft is inserted at a male end into a tool holder of a drill.
- a cavity in the shaft opens into the wellbore at an opposite end.
- the shaft has an opening in the region of the insertion end as an air access.
- the shaft is equipped with brushing devices in the form of plastic bristles which extend radially to the borehole wall.
- a pot-shaped suction head is provided with a passage opening for the shaft and connected to the shaft accordingly.
- the suction head has a connection for a vacuum cleaner, which is connected via a hose.
- the device To drill hole cleaning the device is inserted into the tool holder of the drill and introduced into the hole. As the shaft rotates through the drilling tool, the brushing members strip off the debris adhering to the borehole wall. By the negative pressure generated by the vacuum cleaner air is sucked through the opening, which exits at the mouth and promotes the drilling dust to the suction head.
- DE 10 2010 063 859 A1 discloses a tool for cleaning a wellbore having a tool shank and a conveying element for removing drilling dust from the wellbore.
- the conveying element is attached to the tool shank and arranged in the axial direction helically around the tool shank.
- a drill bit for drilling and cleaning a wellbore in a subsurface including an end drilling portion for excavating material of the subsurface to form drills for drilling the wellbore and a shank portion adjoining the drill portion Sectionally has over the drill section radially projecting flexible well cleaning elements for removing at least a portion of the drill dust from the borehole.
- a drilling assembly for drilling and cleaning a well in a subsurface, the drilling assembly comprising a drill having the features described above and a drill for receiving the shank portion of the drill and rotationally driving the drill.
- a method of drilling and cleaning a wellbore in a subsurface wherein in the method, the wellbore is drilled by abrading material from the subsurface to form drilling debris by means of an end-side drill portion of a drill, and at least a portion the drilling dust is removed from the wellbore by means of flexible borehole cleaning elements projecting radially beyond the boring section, said borehole cleaning elements being arranged at least in sections on a shank section of the borer adjoining the boring section.
- a drill having the features described above or a drilling assembly having the features described above for drilling a borehole and for at least partially cleaning the borehole of drill meal by means of the borehole cleaning elements is used.
- the operations of drilling a wellbore and cleaning it from accumulated drilling dust may be combined into a single operation.
- This can be achieved by providing not only a drilling section for the removal of substrate material (for example by means of hammering, scraping and / or chiselling) while producing drilling dust or drill dust, but also drill hole cleaning elements which are formed when the drill is withdrawn automatically make a brush-like cleaning of the borehole of drilling dust or drilling dust from the well, for example, without the need for a separate operation is required.
- the flexibility or elasticity of the radially projecting well cleaning elements allows insertion of the drill into the well without undue effort, while the well cleaners are also equal to the borehole wall biased or pressed against this under bending.
- the drill section may have a drill bit with adjoining drill edges for (in particular hammering) removal of material from the substrate.
- the drill bit tip can loosen material, especially concrete material, of the ground.
- Optional drill edges which may extend from the drill bit towards the shank portion, can then contribute to the grinding or removal of the drill meal.
- drill edges can perform a kind of leadership function and support a scraping of the material of the substrate.
- the drilling section can be designed differently, depending on the underground material to be drilled, as is known to the person skilled in the art.
- the wellbore cleaning elements may be formed as bristles that together form a type of brush.
- the well treatment elements may be formed as a plurality (for example at least 10, in particular at least 30, more particularly at least 100) of, for example, metallic wires or bristles which extend radially from the shank portion and bear against the borehole wall.
- the number and thickness of the well cleaning elements may be appropriately selected depending on the size of the drill.
- At least a part of the well cleaning elements may be formed as slats extending in particular in the axial direction.
- Such fins may for example be made of flexible fabric, rubber or plastic material and form one or more lips which are linearly and continuously adjoining a borehole wall to the movement of the drill Drill down hole to clean and remove this possibly from the wellbore.
- the shank portion may have an annular groove and the well cleaning elements may be mounted radially outwardly on a ring, the ring being permanently inserted into the annular groove on the shank portion (for example by shrinking, or releasably, for example by means of elastic coating ) fastened or attached.
- the ring can be formed of a flexible or elastic material such as plastic or rubber and can thus be over the shank portion or over the drill section to be pulled, and then to lock in the annular groove. After wear of the wellbore cleaning elements, the ring can be easily replaced by being withdrawn from the annular groove and replaced with another ring with wellbore cleaning elements.
- a simple one-piece production of drill section and shaft portion is possible because then no integral with the drill hole cleaning elements drill must be formed, in which the drill hole cleaning elements with different hardness properties should be formed compared to drill section and shaft portion.
- the wellbore cleaning elements may be grouped into a plurality of well-spaced and non-contiguous wellbore purification element groups.
- a plurality of axially spaced apart annular, in particular annular, Bohr lendersselement phenomenon may be provided.
- a free receiving volume for the transportable drilling dust can be formed between closed brush structures, which favors the removal of the drilling dust from the borehole.
- the wellbore cleaning elements may orbit helically or helically about the shaft portion. Also in this way is a particularly efficient removal of drilling dust from the well as the drill meal can then be conveyed along an uninterrupted helical path from the well interior to and from the wellbore mouth.
- the provision of spirally arranged well cleaning elements is also suitable for providing a plurality of such spiral-shaped structures in a space-saving manner separately from one another (for example parallel to one another), which additionally promotes efficient cleaning of the borehole.
- the shank portion may include at least one helical coil (ie, a helix raised from the shank core), wherein the well cleaning elements spirally rotate on at least one of the at least one coil.
- helical coil ie, a helix raised from the shank core
- grooves may be arranged along the helix for receiving end portions of the wellbore cleaning elements. Recesses are then formed between adjacent spirals, along which the drilling dust can be removed efficiently and guided.
- the shank portion may include at least two helical coils, wherein the well cleaning elements are spirally orbited between two adjacent helices. The coils themselves can then remain free from well cleaning elements. According to this embodiment, depressions formed between adjacent coils (in which receiving grooves may be formed in turn) may be used to receive end portions of the well treatment elements.
- the drill may have a sleeve which can be plugged over the shaft portion (for example, elastically plugged or shrinkable) and on the inside of the shaft portion attachable and on the outside of the hole cleaning elements are provided.
- a sleeve can be, for example, a hose made of plastic, rubber or a metallic material, which can be replaced as an exchange or replacement part, for example, if the well cleaning elements are worn. Both the assembly and disassembly of such a sleeve is intuitive and easy even for an untrained user.
- the shank portion and the well cleaning elements may be integrally formed.
- shaft portion and well cleaning elements are integral and thus inseparable from each other. This allows a particularly mechanically strong connection of the drill hole cleaning elements with the base of the drill and thus represents a particularly robust embodiment.
- the hardness properties of drill section and shaft section on the one hand and the well cleaning elements on the other can be set differently.
- the drill section should have a particularly high hardness for drilling hard surfaces, such as concrete, and can therefore be subjected to a specific hardening process.
- the borehole cleaning elements for cleaning the borehole should have a flexible property and thus a reduced hardness, which can be effected by a selective aftertreatment of the wellbore cleaning elements on the shaft section, for example by controlled heating or a suitable heat treatment and cooling.
- the entire surface of the shaft portion may be provided with wellbore cleaning elements.
- the shank portion may be free of areas that are free of wellbore cleaning elements, whereby a surface brush may be formed. This allows a full-surface and thus particularly efficient cleaning of the borehole wall.
- the auger may include a hollow channel having a first exit opening at or near the drill section and a second exit opening at or near the shank section, the second exit opening being coupled to a suction device for discharging the drill meal the borehole, preferably during drilling and / or during cleaning, is formed.
- a suction device for discharging the drill meal the borehole, preferably during drilling and / or during cleaning. This can be a part of the drilling dust be aspirated prior to commissioning of the brushes or other well cleaning structures, so that the brushes or other well cleaning structures then the remaining cleaning of the pre-cleaned well bore reserved.
- the shank portion may taper from the drill portion towards the borehole exterior, that is, its core diameter may be successively reduced.
- the shank of the drill or the entire drill can be wedge-shaped.
- the grain or powdery material such as drilling dust or drilling dust, can be transported along an outwardly increasing channel. Due to the described geometry, in addition to a dynamic reinforcing effect on extraction of the drill dust, since the distance between the borehole wall and the lateral surface of the drill increases toward the borehole exterior.
- the well cleaning elements of the shaft portion can be made removable and thus exchangeable. Then it is possible, for example, after wear or tear of the drill hole cleaning elements or to install the most suitable for certain cleaning tasks drill hole cleaning elements replace the latter.
- wellbore cleaning elements and shank portion may be integrally provided.
- co-rolling of the brushes can also take place during rolling of the drill.
- the shaft portion is preferably mechanically highly stable and the well cleaning elements should preferably be highly elastic.
- These sectionally different material properties of the drill can be achieved, for example, by selectively hardening the shaft section including the drill section, while leaving the well cleaning elements free from hardening.
- the shank section including the drill section and the well cleaning elements can be subjected to a common hardening process Subsequently, the well cleaning elements are selectively softened, for example by an annealing treatment.
- the shank portion and the well cleaning elements cooperating fasteners for particular positive (or frictionally) or fastened to each other.
- the attachment should allow sufficient holding force to withstand the usual mechanical stresses during drilling and brushing of the borehole. For example, gluing, soldering, welding or pinching the well cleaning elements in grooves on the shaft portion is possible. It is also possible to produce a tongue and groove connection, a screw connection, a bayonet connection, a snap connection or a dovetail connection between the shank section and a support structure of the wellbore cleaning elements or the wellbore purification elements themselves.
- the drilling assembly may include a suction device for extracting drilling debris from the wellbore during drilling and / or during cleaning.
- a suction device for extracting drilling debris from the wellbore during drilling and / or during cleaning.
- Such a peristaltic vacuum can make it possible to suck a portion of the drill dust from the well and dispose of safely.
- the Bohrstaubsauger can be at least partially provided as part of the drill or thus in one piece.
- the drill vacuum cleaner is a separate component from the drill. For sucking down borehole dust, a suitable supply air opening can be provided.
- the drilling assembly may comprise an auxiliary body for laying on the ground, wherein in the auxiliary body, a first receiving opening for receiving the drill to the ground and a second receiving opening, which is preferably connected to the first receiving opening, for operatively connecting the Suction device with the drill hole to be drilled are provided.
- a particularly safe disposal of the drill dust is possible.
- a user sets the auxiliary body directly on the substrate to be drilled and then drilled through the first receiving opening by means of the drill hole in the ground.
- a second receiving opening is connected to the Bohrstaubsauger, which sucks at least a portion of the resulting drill dust during the drilling process and thus disposed of.
- the wellbore may be cleaned by axial (ie, along the direction of drilling) and / or radial (ie, circumferentially of the drill) movement of the wellbore cleaning elements along the wellbore, without drilling (FIG. that is to say, readily convert material of the subsoil into drilling dust).
- the drill is simply pulled out of the borehole at the back.
- the bristles or other drill hole cleaning elements slide along the borehole wall and clean them of remaining drilling dust.
- drilling dust detached from the borehole wall is simultaneously removed from the borehole.
- the stroke in this cleaning movement may comprise either the entire distance between the wellbore deepest and the well mouth, or only a portion of it, optionally with or without the use of a suction device.
- the borehole can be drilled to a desired depth, in particular to a borehole deepest, and be moved at least once, in particular several times, starting from the nominal depth in the direction of the borehole mouth, after reaching the desired depth of the drills for at least partial removal of the drilled meal from the borehole ,
- a Hinund Moving the drill bit between the well bottom and the well mouth is an effective way to clean the well almost completely of drill dust, with or without the use of an aspirator.
- the drill may be rotated (in particular, continued or continued), even if drilling is discontinued.
- This rotation can take place, for example, at 1000 to 3000 revolutions / min, in particular at 1500 to 2000 revolutions / min.
- drilling may be initially performed, then the drill may be stopped and subsequently the borehole cleaned by moving the drill along the borehole by brushing.
- the drilling dust may be extracted from the wellbore.
- the synergistic interaction of a suction and a brushing process, a particularly clean hole can be achieved.
- the extraction of drilling dust also increases operational safety, as it effectively protects an operator from drilling dust.
- the drill for example, a hammer drill
- the drill bit is preferably made of high speed high speed steel (HSS).
- the drill bit may thus be an HSS drill bit or alternatively a diamond drill bit.
- the drill shank is made of HSS or high-strength steel, for example.
- the drill has at least one turn of a drilling spiral on a rear side of the drill bit, preferably two or three or more than three drill screws. At a back of the drill bit and possibly the drill spiral, a tapering of the diameter takes place, which is then constant over the remaining length, whereby a straight shank portion is formed, for example.
- the particular smooth shaft portion serves to arrange on this brush elements.
- a fabric or plastic tube projecting from the bristles radially outwards, pulled over the particular smooth shaft portion and preferably fastened by means of fastening means on the shaft portion to prevent it from slipping relative to the drill.
- the hose can be a fabric or plastic hose or a metal hose.
- the drill bit When drilling with the drill, the drill bit generates the propulsion in the material.
- the brush elements engaging thereafter convey the drill meal in the direction of the borehole, on the one hand, and loosen the drill dust from the borehole wall on the other hand.
- Outside the borehole can optionally be a vacuum cleaner can be arranged, which sucks the Bohrmehl.
- a suction head adapter is preferably provided, which is attached to the suction hose of the nipple and through which the drill extends in order to fully suck the drilling dust out of the borehole.
- the drill consists of at least two components: a drill bit with subsequent attachment means and a shaft with optional detachable brush elements.
- the drill bit can be fastened to the shaft by means of the fastening means, for example screwed on.
- Brush elements can be mounted in or on the shaft (for example in the manner of a tongue and groove connection).
- the latching means can also be realized by means of a hole and a knob instead of a tongue and groove.
- the brush elements each form a circumferential spiral to efficiently convey the drill meal out of the wellbore.
- annular groove can be provided in the tip of the drill into which a ring with brush elements can be interchangeably inserted.
- the drill bit Upon reaching the desired wellbore depth, the drill bit is axially reciprocated to release the drilling dust from the wellbore, with the drilling dust extraction continuing.
- the drill may be rotated slightly to assist brushing.
- the drill bit projects radially beyond the shaft to locate the brush elements therein.
- Fig. 1 to Fig. 6 12 show different views of a drilling assembly 150 and a substrate 102 to be drilled during a method of drilling and cleaning a wellbore 200 and subsequently anchoring an anchoring member 600 in the drilled wellbore 200 in accordance with an exemplary embodiment of the invention.
- Fig. 1 is the drilling assembly 150 for drilling and cleaning the in Fig. 2 shown borehole 200 in a concrete wall as a substrate 102 according to an exemplary embodiment of the invention.
- the drilling arrangement 150 has a drill 100, which will be described in more detail below.
- the drill 100 is according to Fig. 1 received by a drill 152. More specifically, a chuck of the drill 152 rotatably receives a free end of a shank portion 110 of the drill 100 so as to rotationally drive the drill 100 by driving the drill 152. This is in Fig. 1 schematized with a rotation arrow 130.
- the drill 100 is designed to drill and clean the borehole 200 in the substrate 102. It has an end drill section 104 with a drill bit 114 and adjoining drill edges 106 for removing material from the substrate 102.
- the drill section 104 is configured to remove concrete material from the substrate 102 to form drill cuttings for drilling the wellbore 200.
- the drilling section 104 is adjoined immediately by the shank section 110 which has been designed in the described exemplary embodiment, from which part of its lateral surface with flexible metal bristles 112 protruding radially beyond its solid core for brushing the borehole 200 by means of removing drilled mortar 202 from the borehole 200 Is provided.
- the drilling assembly 150 further comprises a suction device 118.
- This cooperates with the drill 100 and with an auxiliary body 120.
- the auxiliary body 120 which is substantially shaped, for example, like a pack of cigarettes, is placed on the wall 102 prior to drilling the borehole 200 and optionally fixed there.
- a first receiving opening 122 for receiving the drill 100 from an external position to a surface of the substrate 102 to be drilled is formed.
- An appropriate insertion direction is in Fig. 1 schematized with an arrow 132.
- a second receiving opening 124 connected to the first receiving opening 122 is formed is designed to operatively connect the suction device 118 with the borehole 200 to be drilled.
- the borehole 200 can be formed in the substrate 102, producing concrete drilling meal. This is sucked through a portion of the first receiving opening 122 and through the second receiving opening 124 of the suction device 118 and into a in Fig. 1 Not shown container disposed of, so that an operator is safely protected from the potentially harmful debris 202.
- Fig. 1 now shows the drilling assembly 150 in a state just before the rotary driven drill 100 is inserted into the first receiving opening 122 to start drilling the borehole 200 after contacting the surface of the substrate 102.
- FIG. 12 shows the drilling assembly 150 in a later state in which the tip 114 of the drill 100 has reached the lowest depth of the well corresponding to a predetermined target depth and therefore the wellbore 200 is fully formed.
- Drilling dust 202 located in the borehole 200 is extracted by means of the suction device 118, wherein a suction direction is indicated by an arrow 208.
- the flexible or resilient metal bristles 112, as they project radially beyond the core of the drill 100, are forcefully pressed against the borehole wall of the borehole 200 along their full circumferential extent.
- suction device 118 removes a significant portion of the drilling dust 202 during drilling, residual drilling dust 202 may still remain on the borehole wall.
- FIG. 12 shows the drilling assembly 150 in a still later state in which, by merely retracting the drill 100 from the wellbore 200, the wellbore wall of the wellbore 200 is cleaned of remaining debris 202 by the metal brushes 112.
- the retraction of the drill 100 is in Fig. 3 schematized with an arrow 300.
- the metal bristles 112 vividly grind along the borehole wall and pull therefore remaining debris 202 out of the wellbore 200. This cleaning of the borehole wall can be additionally supported by the suction device 118.
- the drill 100 remains in place during the retraction according to Fig. 3 in the rotating state, it can be additionally reinforced by the cleaning effect of the then rotating metal bristles 112.
- the drive of the drill 152 and / or the suction device 118 can also be switched off.
- the cleaning of the well 200 can be further improved.
- Fig. 4 shows the remaining and cleaned wellbore 200 in the subsurface 102 after the drilling assembly 100 has been completely removed.
- the wellbore 200 thus cleaned may then be used in combination with a chemical dowel to receive and anchor an anchoring element 600 to the substrate 102. This is in Fig. 5 and Fig. 6 and will be described in more detail below.
- a suitable amount of a curable curing material 502 is introduced into the borehole 200 with a metering device 500.
- the anchoring element 600 introduced into the partially filled wellbore 200 and the hardenable curing material 502 then cured. Since the wellbore 200 has been cleanly cleared of debris 202 by virtue of the combination of the suction device 118 and the bristles 112 attached to the drill 100, the anchoring force of the chemical anchor is in Fig. 6 extraordinarily high.
- Fig. 7 10 shows a drill 100 according to another exemplary embodiment of the invention having annular and radially outwardly extending metal bristles 112 as wellbore cleaning elements for drilling and cleaning a wellbore 200.
- the shaft portion 110 has helical coils 700 running parallel to one another, between each of which a recess 704 is formed.
- the drilling dust 202 produced during the drilling operation can be discharged outward along the recesses 704 if drilling dust is extracted during drilling by means of a suction device 118 and / or by means of the metal bristles 112 drilling dust 202 is removed from the borehole wall.
- a free end of the shank portion 110 forms a clamping portion 706 for clamping the drill 100 into a chuck of a drill 152.
- the metal bristles 112 are attached to a circumferential brush member 702 provided separately from the shaft portion 110.
- the brush member 702 has as shown in more detail in FIG Fig. 9 is shown, a rubber ring 900, on the outer circumference, the metal bristles 112 are immobilized pointing radially outward.
- Fig. 8 shows a front portion of the drill 100 according to Fig. 7 with an annular groove 800 for receiving the in Fig. 9
- the ring member 702 can thus be mounted on the shaft portion 110 by the elastic rubber ring 900 is positively received in the annular groove 800.
- the length of the metal bristles 112 is sized to project radially, for example, 1 mm to 3 mm beyond the bore portion 104 when the ring 900 is received in the annular groove 800.
- the shaft portion 110 As in Fig. 8 shown, provided with the annular groove 800.
- the metal bristles 112 are pointing radially outward at the in Fig. 9 shown elastic rubber ring 900 is attached.
- the rubber ring 900 By inserting the rubber ring 900 into the annular groove 800, the metal bristles 112 on the shaft portion 110 and thus on the drill 100 fixable.
- This configuration allows a fully annular hole cleaning.
- a simple replacement of the metal bristles 112 is possible, since after wear thereof only the ring 900 with the metal bristles 112 attached thereto needs to be replaced.
- the ring 900 located in the wellbore region will travel a long way to the wellbore mouth, effectively cleaning a large surface area of the wellbore wall.
- Fig. 10 shows a front portion of a drill 100 according to another exemplary embodiment of the invention with a formed between two axially spaced annular ribs 1002 on the shaft portion 110 annular recess 1000 for receiving the in Fig. 9 shown ring 900 with the radially arranged metal bristles 112.
- Fig. 10 shows that for receiving the ring 900 on the shank portion 110 substantially any fastening means can be formed, which preferably form-fitting receive the ring 900 and prevent release of the ring 900 of the fastening means in the resulting during the drilling or cleaning forces.
- Fig. 11 to Fig. 15 show drills 100 with well cleaning elements 112 in accordance with other exemplary embodiments of the invention.
- the entire shaft portion 110 is covered with metal bristles 112 or other brush elements.
- metal bristles 112 or other brush elements.
- a cylindrical or tubular tube 1100 is pulled over the shaft portion 110 and holds there preferably non-positively.
- the metal bristles 112 are attached on an outer side of the tube 1100, directed radially outwards in a ring shape.
- a rear surface 1102 of a drill bit formed, for example, as a diamond segment as a drill section 104 serves as a stop for the front end of the tube 1100.
- the tube 1100 can be made of plastic, rubber or metal or be designed as a fabric. It can have any desired contour and should be configured to be able to fasten brush elements on the outside.
- the shank portion 110 and the drill portion 104 may be integrally provided, or the shank portion 110 and the drill portion 104 may be formed as separate but interconnectable (eg, screw-together) components.
- the well cleaning elements are mounted as metal bristles 112 on an outer surface of a helical coil 700 of the shaft portion 110.
- the drill meal 202 may then be removed along depressions 704 between adjacent coils 702 along a helical trajectory.
- the well cleaning elements are mounted as metal bristles 112 in recesses 704 between adjacent helical coils 700 of the shaft portion 110.
- the brush elements 112 may be accommodated protected from excessive mechanical stress in interspaces between drill coils 700.
- Fig. 14 shows a drill 100 according to yet another exemplary embodiment of the invention, in which as a hole cleaning elements rubber blades 112 are partially mounted circumferentially on the shaft portion 110 and around it.
- rubber blades 112 are partially mounted circumferentially on the shaft portion 110 and around it.
- 700 longitudinal grooves can be formed on the helices, in which the rubber blades 112 inserted and optionally glued or clamped.
- a drill 100 according to another exemplary embodiment of the invention is shown in which, similar to FIG Fig. 11 a tube 1100 is overlapped with externally attached metal bristles 112.
- the tube 1100 is attached to a portion of the shaft portion 110 in which coils 700 and recesses 704 interposed therebetween are formed.
- a rear end portion 1500 of the drill 100 associated with a drill bit (not shown) is free of coils 700, depressions 704, and tube 1100.
- Fig. 16 and Fig. 17 show assemblies 150 including a drill 100 having well cleaning elements 112 and a debris removal device 118 for drilling and cleaning a wellbore 200 in accordance with exemplary embodiments of the invention.
- a plurality of axially and radially spaced-apart surface regions of the shaft portion 110 are provided with metal bristles 112.
- the distances or spaces between the metal bristles 112 allow for the extraction of drill dust irrespective of the presence of the metal bristles 112 during the drilling operation by means of the drilling dust extraction device 118.
- FIG. 17 For example, an assembly 150 with a drill 100 according to another exemplary embodiment is shown. Similar to in FIGS. 7 to 10 In an annular groove 800 at a front end of the shaft portion 110, a ring 900 is inserted with outwardly projecting metal bristles 112 for cleaning the borehole 200. According to this embodiment, the suction device 118 is now integrated in the drill 152. In the embodiment shown, an exit hole 1702 is formed in a front portion of the drill 100, which is connected to a Bohrmehlkanal 1700 inside the drill 100. A back end of the drilling mud channel 1700 is coupled to the suction device 118 via a hose 1706 or the like for sucking away debris 202 during the drilling operation.
- the suction device 118 sucks already during the drilling of the borehole 200 by means of the drill section 104 of the drill 100 formed drilling dust 202 through the outlet opening 1702, the Bohrmehlkanal 1700 and the tube 1706 from.
- mere extraction of the drill 100 from the wellbore 200 results in additional cleaning of the wellbore wall without the need for a separate cleaning device from the drill 100.
- Fig. 17 shows a dynamic reinforcement effect can be achieved during the suction of the drilling dust 202, with which the well cleaning can be further improved.
- Drills according to exemplary embodiments of the invention can be used, for example, for drilling into a solid material, such as concrete or sand-lime brick.
- a solid material such as concrete or sand-lime brick.
- drills according to exemplary embodiments for hollow bricks in which the webs are large and the chambers are small, so that a large part of the volume accounts for the webs.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Bohrer zum Bohren und Reinigen eines Bohrlochs, eine Bohranordnung, ein Verfahren zum Bohren und Reinigen eines Bohrlochs sowie eine Verwendung.
- Beim Bohren von Löchern mit einem Bohrer beispielsweise in Beton fällt eine nicht unbeträchtliche Menge von Bohrmehl an, die als Feinstaub zu einer Gesundheitsbeeinträchtigung eines Monteurs führen kann, wenn ein Monteur diese unkontrolliert einatmet. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, beim Bohren anfallendes Bohrmehl gezielt aus dem Loch zu entfernen. Auch wird eine erreichbare Haltekraft beim Fixieren eines Befestigungsankers in einem Bohrloch mittels eines chemischen Dübels, d.h. mittels in das Bohrloch einzubringenden aushärtbaren Aushärtmaterials, durch ein sauberes und im Wesentlichen von Bohrmehl freies Bohrloch erhöht.
- Die Firma Hilti bietet für ein Dübelsystem mit Injektionsmörtel das System Hilti HIT-HY 200 und zugehörige Hohlbohrer TE-CD bzw. TE-YD an. Demgemäß ist ein Hohlbohrer mit mindestens einem Loch in dem Bohrer hinter der Bohrspitze vorgesehen, durch das Bohrstaub mithilfe eines Staubsaugers sofort nach dessen Entstehen abgesaugt werden kann. Das Bohrloch muss allerdings anschließend ggf. zusätzlich mit einer Bürste ausgebürstet werden, um eine saubere Verklebung bzw. Befestigung mit Hilfe eines chemischen Ankers zu erreichen.
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DE 39 19 095 A1 offenbart einen Gesteinsbohrer aus einem Bohrkopf, einem Einspannschaft und einer dazwischen liegenden Förderwendel. Die Förderwendel weist wendel- oder spiralförmig angeordnete bürstende Organe zur Reinigung des Bohrloches von Bohrmehl auf. Die bürstenden Organe können Borstenbündel und/oder längliche Streifenbürsten sein. Der wirksame Außendurchmesser der Bürstenelemente erstreckt sich wenigstens bis zum Bohrernenndurchmesser. -
DE 197 57 424 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Bohrlochreinigung, die in ein in einem Untergrund bereits zuvor erstelltes Bohrloch eingeführt wird. Ein rohrförmiger Schaft ist an einem Einsteckende in eine Werkzeugaufnahme eines Bohrgeräts eingesetzt. Ein Hohlraum in dem Schaft mündet an einem gegenüberliegenden Ende in das Bohrloch. Ferner hat der Schaft im Bereich des Einsteckendes eine Öffnung als Luftzugang. An seiner Außenseite ist der Schaft mit Bürstorganen in Form von Kunststoffborsten ausgestattet, die sich radial zur Bohrlochwand erstrecken. Ein topfförmiger Saugkopf ist mit einer Durchtrittsöffnung für den Schaft versehen und mit dem Schaft entsprechend verbunden. Der Saugkopf verfügt über einen Anschluss für eine Staubsaugeinrichtung, die über einen Schlauch angeschlossen ist. Zur Bohrlochreinigung wird die Vorrichtung in die Werkzeugaufnahme des Bohrgeräts eingesetzt und in das Bohrloch eingeführt. Bei Rotation des Schafts durch das Bohrgerät streifen die Bürstorgane das an der Bohrlochwand anhaftende Bohrmehl ab. Durch den von der Staubsaugeinrichtung erzeugten Unterdruck wird durch die Öffnung Luft abgesaugt, die an der Mündung austritt und das Bohrmehl zum Saugkopf fördert. -
DE 10 2008 001 908 A1 offenbart eine zuDE 197 57 424 A1 ähnliche Vorrichtung, wobei ein der Ansaugöffnung benachbarter Bereich des Schafts als Handgriff ausgebildet ist. -
DE 10 2010 063 859 A1 offenbart ein Werkzeug zum Reinigen eines Bohrlochs mit einem Werkzeugschaft und einem Förderelement zum Entfernen von Bohrstaub aus dem Bohrloch. Das Förderelement ist am Werkzeugschaft befestigt und in axialer Richtung wendeiförmig um den Werkzeugschaft herum angeordnet. - Somit ist das Bereitstellen sauberer Bohrlöcher aus Gründen der Arbeitssicherheit und der Festigkeit chemischer Dübel herkömmlich immer noch äußerst aufwändig.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Ausbilden eines gereinigten Bohrlochs schnell, einfach und zuverlässig zu ermöglichen.
- Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Bohrer zum Bohren und Reinigen eines Bohrlochs in einem Untergrund geschaffen, wobei der Bohrer einen endseitigen Bohrabschnitt zum Abtragen von Material des Untergrunds unter Bildung von Bohrmehl zum Bohren des Bohrlochs und einen sich an den Bohrabschnitt anschließenden Schaftabschnitt mit zumindest abschnittsweise über den Bohrabschnitt radial hinausstehenden flexiblen Bohrlochreinigungselementen zum Entfernen von zumindest einem Teil des Bohrmehls aus dem Bohrloch aufweist.
- Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Bohranordnung zum Bohren und Reinigen eines Bohrlochs in einem Untergrund geschaffen, wobei die Bohranordnung einen Bohrer mit den oben beschriebenen Merkmalen und eine Bohrmaschine zum Aufnehmen des Schaftabschnitts des Bohrers und zum rotatorischen Antreiben des Bohrers aufweist.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Bohren und Reinigen eines Bohrlochs in einem Untergrund bereitgestellt, wobei bei dem Verfahren das Bohrloch durch Abtragen von Material des Untergrunds unter Bildung von Bohrmehl mittels eines endseitigen Bohrabschnitts eines Bohrers gebohrt wird, und zumindest ein Teil des Bohrmehls mittels über den Bohrabschnitt radial hinausstehenden flexiblen Bohrlochreinigungselementen, die zumindest abschnittsweise an einem sich an den Bohrabschnitt anschließenden Schaftabschnitt des Bohrers angeordnet sind, aus dem Bohrloch entfernt wird.
- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Bohrer mit den oben beschriebenen Merkmalen oder eine Bohranordnung mit den oben beschriebenen Merkmalen zum Bohren eines Bohrlochs und zum zumindest teilweisen Reinigen des Bohrlochs von Bohrmehl mittels der Bohrlochreinigungselemente verwendet.
- Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Arbeitsgänge des Bohrens eines Bohrlochs und des Reinigens desselben von anfallendem Bohrstaub zu einem gemeinsamen Arbeitsgang zusammengefasst werden. Dies kann erreicht werden, indem an dem Bohrer selbst nicht nur ein Bohrabschnitt zum Abtragen von Untergrundmaterial (zum Beispiel mittels Hämmerns, Schabens und/oder Meißelns) unter Erzeugen von Bohrstaub bzw. Bohrmehl, sondern auch gleich Bohrlochreinigungselemente vorgesehen werden, die bei Herausziehen des Bohrers aus dem Bohrloch selbsttätig eine zum Beispiel bürstenartige Reinigung des Bohrlochs von Bohrstaub bzw. Bohrmehl vornehmen, ohne dass hierfür ein separater Arbeitsschritt erforderlich ist. Die Flexibilität oder Elastizität der radial überstehenden Bohrlochreinigungselemente erlaubt ein Einführen des Bohrers in das Bohrloch ohne übermäßigem Kraftaufwand, währenddessen die Bohrlochreinigungselemente aber auch gleich gegen die Bohrlochwandung vorgespannt bzw. an diese unter Verbiegung angedrückt werden. Aufgrund eines solchen, aus dem radialen Überstehen resultierenden Anpressdrucks führt ein Herausziehen des Bohrers aus dem Bohrloch nach vollendetem Bohren aufgrund eines Schleifkontakts der Bohrlochreinigungselemente automatisch zu einem Lösen des Bohrmehls von der Bohrlochwandung und zu einem Herausziehen des Bohrmehls aus dem Bohrloch. Erfindungsgemäß ist daher eine kombinierte und somit zeitsparende gemeinsame Herauszieh- und Reinigungsbewegung des Bohrers ermöglicht. Dadurch kann ein separates Werkzeug zum Reinigen des Bohrlochs ebenso eingespart werden wie ein separater Reinigungs-Arbeitsgang.
- Im Weiteren werden zusätzliche exemplarische Ausführungsbeispiele des Bohrers, der Bohranordnung, des Verfahrens und der Verwendung beschrieben.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Bohrabschnitt eine Bohrspitze mit sich daran anschließenden Bohrkanten zum (insbesondere hämmernden) Abtragen von Material des Untergrunds aufweisen. Zum Beispiel kann die Bohrerspitze mit einer Art Hämmerbewegung Material, insbesondere Betonmaterial, des Untergrunds lösen. Optionale Bohrkanten, die sich ausgehend von der Bohrspitze in Richtung des Schaftabschnitt hin erstrecken können, können dann Beiträge zum Zermahlen bzw. Abtransportieren des Bohrmehls leisten. Auch können solche Bohrkanten eine Art Führungsfunktion ausüben und ein Abschaben des Materials des Untergrunds unterstützen. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der Bohrabschnitt aber anders ausgebildet sein, je nach zu bohrendem Untergrundmaterial, wie dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt ist.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann zumindest ein Teil der Bohrlochreinigungselemente als Borsten ausgebildet sein, die gemeinsam eine Art Bürste bilden. Insbesondere können die Bohrlochreinigungselemente als Vielzahl (zum Beispiel mindestens 10, insbesondere mindestens 30, weiter insbesondere mindestens 100) von zum Beispiel metallischen Drähten oder Borsten ausgebildet sein, die sich radial von dem Schaftabschnitt aus erstrecken und sich gegen die Bohrlochwandung anlegen. Die Anzahl und die Dicke der Bohrlochreinigungselemente können zweckmäßig abhängig von der Größe des Bohrers ausgewählt werden.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann zumindest ein Teil der Bohrlochreinigungselemente als insbesondere in axialer Richtung verlaufende Lamellen ausgebildet sein. Solche Lamellen können zum Beispiel aus flexiblem Gewebe-, Gummi- oder Kunststoffmaterial hergestellt sein und eine oder mehrere Lippen bilden, die linienförmig und ununterbrochen an eine Bohrlochwandung angrenzen, um bei Bewegung des Bohrers die Bohrlochwandlung von Bohrmehl zu säubern und dieses gegebenenfalls aus dem Bohrloch abzuführen.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Schaftabschnitt eine Ringnut aufweisen und können die Bohrlochreinigungselemente radial nach außen gerichtet an einem Ring angebracht sein, wobei der Ring mittels Einführens in die Ringnut an dem Schaftabschnitt (dauerhaft, zum Beispiel mittels Aufschrumpfens, oder lösbar, zum Beispiel mittels elastischen Überziehens) befestigbar oder befestigt ist. Der Ring kann aus einem flexiblen oder elastischen Material wie zum Beispiel Kunststoff oder Gummi ausgebildet werden und kann somit über den Schaftabschnitt oder über den Bohrabschnitt übergezogen werden, um dann in der Ringnut zu verrasten. Nach Verschleiß der Bohrlochreinigungselemente kann der Ring einfach ausgetauscht werden, indem er von der Ringnut abgezogen wird und durch einen anderen Ring mit Bohrlochreinigungselementen ersetzt wird. Auch ist bei dieser Ausgestaltung der Bohrlochreinigungselemente ein einfaches einstückiges Herstellen von Bohrabschnitt und Schaftabschnitt möglich, da dann kein mit den Bohrlochreinigungselementen einstückiger Bohrer gebildet werden muss, bei dem die Bohrlochreinigungselemente mit unterschiedlichen Härteeigenschaften im Vergleich zu Bohrabschnitt und Schaftabschnitt ausgebildet werden müssten.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Bohrlochreinigungselemente in mehreren voneinander räumlich beabstandeten und miteinander nicht zusammenhängenden Bohrlochreinigungselementgruppen gruppiert sein. Zum Beispiel können mehrere voneinander axial beabstandete ringförmige, insbesondere kreisringförmige, Bohrlochreinigungselementgruppen vorgesehen sein. Dadurch kann zwischen geschlossenen Bürstenstrukturen ein freies Aufnahmevolumen für abzutransportierendes Bohrmehl gebildet werden, was die Abfuhr des Bohrmehls aus dem Bohrloch begünstigt.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Bohrlochreinigungselemente spiral- oder helixförmig um den Schaftabschnitt umlaufen. Auch auf diese Weise ist ein besonders effizientes Abtransportieren von Bohrmehl aus dem Bohrloch ermöglicht, da das Bohrmehl dann entlang einer unterbrechungsfreien helikalen Bahn aus dem Bohrlochinneren an die Bohrlochmündung und daraus heraus befördert werden kann. Auch ist das Vorsehen spiralförmig angeordneter Bohrlochreinigungselemente dazu geeignet, mehrere solche spiralförmigen Strukturen platzsparend getrennt voneinander (zum Beispiel parallel zueinander) vorzusehen, was eine effiziente Reinigung des Bohrlochs zusätzlich fördert.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Schaftabschnitt mindestens eine spiralförmige Wendel (das heißt eine gegenüber dem Schaftkern erhabene Helix) aufweisen, wobei die Bohrlochreinigungselemente spiralförmig auf mindestens einer der mindestens einen Wendel umlaufen. Zum Beispiel können entlang der Wendel Nuten zum Aufnehmen von Endabschnitten der Bohrlochreinigungselemente angeordnet werden. Zwischen benachbarten Wendeln sind dann Vertiefungen gebildet, entlang welcher das Bohrmehl effizient und geführt abtransportiert werden kann.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Schaftabschnitt mindestens zwei spiralförmige Wendeln aufweisen, wobei die Bohrlochreinigungselemente spiralförmig zwischen zwei benachbarten Wendeln umlaufen. Die Wendeln selbst können dann von Bohrlochreinigungselementen frei bleiben. Gemäß dieser Ausgestaltung können zwischen benachbarten Wendeln gebildete Vertiefungen (in denen wiederum Aufnahmenuten gebildet sein können) zum Aufnehmen von Endabschnitten der Bohrlochreinigungselemente verwendet werden.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Bohrer eine Hülse aufweisen, die über den Schaftabschnitt übersteckbar (zum Beispiel elastisch übersteckbar oder aufschrumpfbar) und an der Innenseite an dem Schaftabschnitt befestigbar ist und an deren Außenseite die Bohrlochreinigungselemente vorgesehen sind. Eine solche Hülse kann zum Beispiel ein Schlauch aus Kunststoff, Gummi oder einem metallischen Material sein, der als Austausch- oder Ersatzteil zum Beispiel ausgewechselt werden kann, wenn die Bohrlochreinigungselemente verschlissen sind. Sowohl die Montage als auch die Demontage einer solchen Hülse ist auch für einen ungeübten Benutzer intuitiv und einfach möglich.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel können der Schaftabschnitt und die Bohrlochreinigungselemente einstückig ausgebildet sein. Gemäß dieser Ausführungsform sind Schaftabschnitt und Bohrlochreinigungselemente integral und somit untrennbar voneinander vorgesehen. Dies ermöglicht eine mechanisch besonders feste Verbindung der Bohrlochreinigungselemente mit der Basis des Bohrers und stellt somit eine besonders robuste Ausführungsform dar. Beim Herstellen eines entsprechenden Bohrers können die Härteeigenschaften von Bohrabschnitt und Schaftabschnitt einerseits sowie der Bohrlochreinigungselemente andererseits unterschiedlich eingestellt werden. Besonders der Bohrabschnitt sollte zum Bohren von harten Untergründen, wie zum Beispiel Beton, eine besonders hohe Härte aufweisen und kann daher einem spezifischen Härteverfahren unterzogen werden. Umgekehrt sollten die Bohrlochreinigungselemente zum Reinigen des Bohrlochs eine flexible bzw. elastische Eigenschaft und somit eine verringerte Härte aufweisen, was durch eine selektive Nachbehandlung der Bohrlochreinigungselemente an dem Schaftabschnitt bewirkt werden kann, beispielsweise durch gezieltes Erhitzen bzw. eine geeignete Wärmebehandlung und Abkühlung.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die gesamte Oberfläche des Schaftabschnitts mit Bohrlochreinigungselementen versehen sein. Anders ausgedrückt kann der Schaftabschnitt von Bereichen frei sein, die von Bohrlochreinigungselemente frei sind, wodurch eine Flächenbürste gebildet sein kann. Dadurch ist eine vollflächige und somit besonders effiziente Reinigung der Bohrlochwandung möglich.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Bohrer zusätzlich zu den Bohrlochreinigungselementen einen Hohlkanal aufweisen, der eine erste Austrittsöffnung am oder nahe am Bohrabschnitt und eine zweite Austrittsöffnung am oder nahe am Schaftabschnitt aufweist, wobei die zweite Austrittsöffnung mit einer Absaugeinrichtung gekoppelt ist, die zum Absaugen des Bohrmehls aus dem Bohrloch, vorzugsweise während des Bohrens und/oder während des Reinigens, ausgebildet ist. Dadurch kann ein Teil des Bohrmehls bereits vor Inbetriebnahme der Bürsten oder anderen Bohrlochreinigungsstrukturen abgesaugt werden, so dass den Bürsten oder anderen Bohrlochreinigungsstrukturen dann die restliche Reinigung des bereits vorgereinigten Bohrlochs vorbehalten bleibt.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann sich der Schaftabschnitt ausgehend von dem Bohrabschnitt in Richtung des Bohrlochäußeren hin verjüngen, das heißt kann dessen Kerndurchmesser sukzessive verkleinert werden. Somit kann der Schaft des Bohrers oder der gesamte Bohrer keilförmig ausgebildet sein. Damit kann das korn- oder pulverförmige Material, wie zum Beispiel Bohrmehl oder Bohrstaub, entlang eines nach außen hin größer werdenden Kanals abtransportiert werden. Durch die beschriebene Geometrie kann es zusätzlich zu einem dynamischen Verstärkungseffekt bei Absaugung des Bohrmehls kommen, da sich der Abstand zwischen Bohrlochwandung und Mantelfläche des Bohrers zum Bohrlochäußeren hin vergrößert.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Bohrlochreinigungselemente von dem Schaftabschnitt abnehmbar und somit austauschbar ausgebildet sein. Dann ist es möglich, zum Beispiel nach Abnutzung oder Verschleiß der Bohrlochreinigungselemente oder zur Montage von für bestimmte Reinigungsaufgaben besonders geeigneten Bohrlochreinigungselementen Letztere auszuwechseln.
- Alternativ können Bohrlochreinigungselemente und Schaftabschnitt integral vorgesehen sein. Zum Beispiel kann beim Walzen des Bohrers auch ein Mitwalzen der Bürsten erfolgen. Bei dieser Ausgestaltung ist zu beachten, dass der Schaftabschnitt vorzugsweise mechanisch hochstabil und die Bohrlochreinigungselemente vorzugsweise stark elastisch sein sollen. Diese abschnittsweise unterschiedlichen Materialeigenschaften des Bohrers können zum Beispiel erreicht werden, indem selektiv der Schaftabschnitt samt Bohrabschnitt gehärtet wird, die Bohrlochreinigungselemente von einem Härten aber frei bleiben. Alternativ können Schaftabschnitt samt Bohrabschnitt und Bohrlochreinigungselemente einem gemeinsamen Härtungsverfahren unterzogen werden, wobei nachfolgend die Bohrlochreinigungselemente selektiv weich gemacht werden, zum Beispiel durch eine Glühbehandlung.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel können der Schaftabschnitt und die Bohrlochreinigungselemente kooperierende Befestigungseinrichtungen zum insbesondere formschlüssigen (oder auch kraftschlüssigen bzw. reibschlüssigen) Befestigen aneinander aufweisen. Die Befestigung sollte eine ausreichende Haltekraft ermöglichen, um den üblichen mechanischen Belastungen während des Bohrens und Bürstens des Bohrlochs standzuhalten. Zum Beispiel ist ein Einkleben, Einlöten, Einschweißen oder Einklemmen der Bohrlochreinigungselemente in Nuten am Schaftabschnitt möglich. Auch ist das Herstellen einer Nut-Feder-Verbindung, einer Schraubverbindung, einer Bajonettverbindung, einer Schnappverbindung oder einer Schwalbenschwanzverbindung zwischen dem Schaftabschnitt und einer Trägerstruktur der Bohrlochreinigungselemente oder den Bohrlochreinigungselementen selbst möglich.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Bohranordnung eine Absaugeinrichtung zum Absaugen von Bohrmehl aus dem Bohrloch während des Bohrens und/oder während des Reinigens aufweisen. Ein solcher Bohrlochstaubsauger kann es ermöglichen, einen Teil des Bohrmehls aus dem Bohrloch abzusaugen und sicher zu entsorgen. Gemäß einer Ausgestaltung kann der Bohrstaubsauger zumindest teilweise als Teil des Bohrers bzw. damit einteilig vorgesehen werden. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist der Bohrstaubsauger ein von dem Bohrer getrenntes Bauteil. Zum Absaugen von Bohrlochstaub kann eine geeignete Zuluftöffnung vorgesehen sein.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Bohranordnung einen Hilfskörper zum Auflegen auf den Untergrund aufweisen, wobei in dem Hilfskörper eine erste Aufnahmeöffnung zum Aufnehmen bzw. Durchführen des Bohrers bis zu dem Untergrund und eine zweite Aufnahmeöffnung, die vorzugsweise mit der ersten Aufnahmeöffnung verbunden ist, zum Wirkverbinden der Absaugeinrichtung mit dem zu bohrenden Bohrloch vorgesehen sind. Mit einer solchen Ausgestaltung ist eine besonders sichere Entsorgung des Bohrmehls möglich. Ein Benutzer setzt den Hilfskörper direkt auf den zu bohrenden Untergrund auf und bohrt dann durch die erste Aufnahmeöffnung mittels des Bohrers das Loch in dem Untergrund. Eine zweite Aufnahmeöffnung ist an den Bohrstaubsauger angeschlossen, der zumindest einen Teil des anfallenden Bohrmehls schon während des Bohrvorgangs absaugt und somit entsorgt.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann während eines Teils des Verfahrens das Bohrloch mittels axialen (das heißt entlang Bohrrichtung) und/oder radialen (das heißt in Umfangsrichtung des Bohrers) Bewegens der Bohrlochreinigungselemente entlang des Bohrlochs unter Entfernen des Bohrmehls gereinigt werden, ohne dabei noch zu bohren (das heißt ohne weiteres Material des Untergrunds in Bohrmehl umzuwandeln). Gemäß einer solchen Ausgestaltung wird nach Vollendung des Bohrens des Bohrlochs der Bohrer einfach aus dem Bohrloch rückseitig herausgezogen. Dabei gleiten die Borsten oder sonstigen Bohrlochreinigungselemente entlang der Bohrlochwandung und reinigen diese von verbleibendem Bohrmehl. Durch die Bewegung des Bohrers wird von der Bohrlochwandung abgelöstes Bohrmehl gleichzeitig auch aus dem Bohrloch abtransportiert. Es ist allerdings auch möglich, nach Vollendung des Bohrens den Bohrer noch ein oder mehrere Male vorwärts und zurück zu ziehen, um die Bohrlochwandung mehrfach sauber zu bürsten. Der Hub bei dieser Reinigungsbewegung kann dabei entweder die gesamte Strecke zwischen dem Bohrlochtiefsten und der Bohrlochmündung umfassen, oder nur einen Teilbereich davon, wahlweise mit oder ohne Einsatz eines Absaugers.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Bohrloch bis zu einer Solltiefe, insbesondere bis zu einem Bohrlochtiefsten, gebohrt werden und nach Erreichen der Solltiefe der Bohrer zum zumindest teilweisen Entfernen des Bohrmehls aus dem Bohrloch mindestens einmal, insbesondere mehrmals, ausgehend von der Solltiefe in Richtung Bohrlochmündung bewegt werden. Insbesondere ist ein Hinund Herbewegen der Bohrerspitze zwischen dem Bohrlochtiefsten und der Bohrlochmündung eine wirksame Maßnahme, um das Bohrloch annähernd vollständig von Bohrmehl zu säubern, wahlweise mit oder ohne Einsatz eines Absaugers.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann während des Bewegens der Bohrer (insbesondere weiter oder fortgesetzt) rotiert werden, selbst wenn nicht mehr gebohrt wird. Auf diese Weise kann durch das Rotieren des Bohrers die Reinigungswirkung der Bürste weiter verbessert werden. Dieses Rotieren kann zum Beispiel mit 1000 bis 3000 Umdrehungen/min, insbesondere mit 1500 bis 2000 Umdrehungen/min, erfolgen.
- Es ist allerdings auch möglich, während des Bürstens den Antrieb des Bohrers auszuschalten. In diesem Fall kann zum Beispiel zunächst gebohrt werden, dann der Bohrer gestoppt werden und nachfolgend durch Bewegen des Bohrers entlang des Bohrlochs mittels Bürstens das Bohrloch gereinigt werden.
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann während zumindest eines Teils des Verfahrens das Bohrmehl aus dem Bohrloch abgesaugt werden. Durch das synergistische Zusammenwirken eines Absaug- und eines Bürstvorgangs kann ein besonders sauberes Bohrloch erzielt werden. Das Absaugen von Bohrmehl erhöht zudem die Betriebssicherheit, da es eine Bedienperson wirksam vor Bohrstaub schützt.
- Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die folgenden Figuren detailliert beschrieben.
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Fig. 1 bis Fig. 6 zeigen unterschiedliche Ansichten einer Bohranordnung bzw. eines zu bohrenden Untergrunds während eines Verfahrens zum Bohren und Reinigen eines Bohrlochs sowie zum nachfolgenden Verankern eines Verankerungselements in dem gebohrten Bohrloch gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
Fig. 7 zeigt einen Bohrer mit an einem Ring angebrachten Bohrlochreinigungselementen zum Bohren und Reinigen eines Bohrlochs gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
Fig. 8 zeigt einen Frontabschnitt eines Bohrers gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel mit einer Ringnut zum Aufnehmen eines inFig. 9 gezeigten Rings mit radial angeordneten Bohrlochreinigungselementen gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
Fig. 10 zeigt einen Frontabschnitt eines Bohrers gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer zwischen zwei erhabenen Ringstrukturen gebildeten Ringnut zum Aufnehmen des inFig. 9 gezeigten Rings mit radial angeordneten Bohrlochreinigungselementen gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. -
Fig. 11 bis Fig. 15 zeigt Bohrer mit Bohrlochreinigungselementen zum Bohren und Reinigen eines Bohrlochs gemäß anderen exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung. -
Fig. 16 undFig. 17 zeigen Anordnungen mit einem Bohrer mit Bohrlochreinigungselementen und mit einer Bohrmehlabsaugeinrichtung zum Bohren eines gesäuberten Bohrlochs gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung. - Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
- Bevor bezugnehmend auf die Figuren exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben werden, sollen noch einige allgemeine Aspekte der Erfindung erläutert werden:
- Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt gleichzeitig mit dem Bohren des Lochs ein Ausbürsten desselben. Der Bohrer wird mit einer optional austauschbaren Bürste verbunden bzw. ausgestattet. Indem gleichzeitig mit dem Bohren (bzw. ausgelöst durch das Herausziehen des Bohrers aus dem unmittelbar zuvor gebohrten Bohrloch) ein Ausbürsten des Bohrlochs stattfindet, kann der herkömmlich erst nach dem Bohren des Bohrlochs folgende Arbeitsgang des separaten Ausbürstens entfallen.
- Basis eines exemplarischen Ausführungsbeispiels der Erfindung bildet ein Schalungsbohrer, der eine Bohrspitze aufweist. Der Bohrer (zum Beispiel ein Hammerbohrer) ist vorzugsweise aus Hochleistungsschnellschnittstahl (HSS) hergestellt. Die Bohrspitze kann somit eine HSS-Bohrspitze oder alternativ eine Diamantbohrspitze sein. Der Bohrerschaft besteht zum Beispiel aus HSS oder aus hochfestem Stahl. Optional weist der Bohrer an einer Rückseite der Bohrspitze mindestens eine Windung einer Bohrspirale auf, vorzugsweise zwei oder drei oder mehr als drei Bohrspiralen. An einer Rückseite der Bohrspitze und ggf. der Bohrspirale findet eine Verjüngung des Durchmessers statt, der dann auf der übrigen Länge konstant ist, wodurch sich ein zum Beispiel gerader Schaftabschnitt bildet. Der insbesondere glatte Schaftabschnitt dient dazu, auf diesem Bürstenelemente anzuordnen.
- In einer ersten Variante wird ein Gewebe- oder Kunststoffschlauch, aus dem Borsten radial nach außen vorstehen, über den insbesondere glatten Schaftabschnitt gezogen und vorzugsweise mit Hilfe von Befestigungsmitteln an dem Schaftabschnitt befestigt, um ein Verrutschen desselben gegenüber dem Bohrer zu vermeiden. Der Schlauch kann ein Gewebe- oder Kunststoffschlauch bzw. ein Metallschlauch sein.
- In einer zweiten Variante sind zum Beispiel in der Wendel des Bohrers oder in dem Zwischenraum zwischen zwei Bohrwendelgängen Verrastungsmittel, beispielsweise Nuten, angeordnet, in die Bürstenelemente (zum Beispiel Bürstenstreifen oder Bürstenflächenelemente wie zum Beispiel Bürstenbündel) eingeschoben oder daran in anderer Weise befestigt werden können und vorzugsweise dort verrastet werden können.
- Beim Bohren mit dem Bohrer erzeugt die Bohrspitze den Vortrieb in dem Material. Die danach eingreifenden Bürstenelemente befördern das Bohrmehl zum einen in Richtung Bohrloch und lösen zum anderen das Bohrmehl von der Bohrlochwand. Außerhalb des Bohrlochs kann optional ein Staubsauger angeordnet werden, der das Bohrmehl absaugt. Bevorzugt ist dazu ein Saugkopfadapter vorgesehen, der auf den Saugschlauch des Saugers aufgesteckt ist und durch den der Bohrer verläuft, um vollumfänglich das Bohrmehl aus dem Bohrloch zu saugen.
- In einer dritten Variante besteht der Bohrer aus mindestens zwei Komponenten: einer Bohrspitze mit anschließendem Befestigungsmittel und einem Schaft mit optional lösbaren Bürstenelementen. Die Bohrspitze kann mit Hilfe von dem Befestigungsmittel an dem Schaft befestigt werden, beispielsweise aufgeschraubt werden. Bürstenelemente können in oder an dem Schaft befestigt werden (zum Beispiel in Art einer Feder-Nut-Verbindung). Die Verrastungsmittel können anstelle einer Nut und Feder auch mittels Loch und Knopf realisiert werden. Bevorzugt bilden die Bürstenelemente jeweils eine umlaufende Spirale, um das Bohrmehl aus dem Bohrloch effizient hinaus zu befördern.
- In einer vierten Variante kann in der Spitze des Bohrers eine ringförmige Nut vorgesehen sein, in die ein Ring mit Bürstenelementen auswechselbar einführbar ist. Nach Erreichen der gewünschten Bohrlochtiefe wird der Bohrer axial hin und her bewegt, um den Bohrstaub aus dem Bohrloch zu lösen, wobei die Bohrstaubabsaugung weiterläuft. Optional kann der Bohrer währenddessen ein wenig in Rotation versetzt werden, um das Bürsten zu unterstützen bzw. zu fördern.
- Optional steht die Bohrspitze radial über Schaft hinaus, um darin die Bürstenelemente anzuordnen.
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Fig. 1 bis Fig. 6 zeigen unterschiedliche Ansichten einer Bohranordnung 150 bzw. eines zu bohrenden Untergrunds 102 während eines Verfahrens zum Bohren und Reinigen eines Bohrlochs 200 sowie zum nachfolgenden Verankern eines Verankerungselements 600 in dem gebohrten Bohrloch 200 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. - In
Fig. 1 ist die Bohranordnung 150 zum Bohren und Reinigen des inFig. 2 gezeigten Bohrlochs 200 in einer Betonwand als Untergrund 102 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Bohranordnung 150 weist einen Bohrer 100 auf, der im Weiteren näher beschrieben wird. Der Bohrer 100 ist gemäßFig. 1 von einer Bohrmaschine 152 aufgenommen. Genauer gesagt nimmt ein Futter der Bohrmaschine 152 ein freies Ende eines Schaftabschnitts 110 des Bohrers 100 drehfest auf, so dass ein Drehantreiben des Bohrers 100 mittels eines Antriebs der Bohrmaschine 152 ermöglicht ist. Dies ist inFig. 1 mit einem Drehpfeil 130 schematisiert. - Der Bohrer 100 ist zum Bohren und Reinigen des Bohrlochs 200 in dem Untergrund 102 ausgebildet. Er weist einen endseitigen Bohrabschnitt 104 mit einer Bohrspitze 114 und sich daran anschließenden Bohrkanten 106 zum Abtragen von Material des Untergrunds 102 auf. Der Bohrabschnitt 104 ist zum Abtragen von Betonmaterial des Untergrunds 102 unter Bildung von Bohrmehl zum Bohren des Bohrlochs 200 ausgebildet. An den Bohrabschnitt 104 schließt sich unmittelbar der in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel damit einschlägig ausgebildete Schaftabschnitt 110 an, von dem ein Teil seiner Mantelfläche mit radial über seinen massiven Kern hinausstehenden flexiblen Metallborsten 112 zum bürstenden Reinigen des Bohrlochs 200 mittels Entfernens von Bohrmehl 202 aus dem Bohrloch 200 ausgestattet ist.
- Um beim Bohren anfallendes Bohrmehl 202 während eines im nachfolgenden näher beschriebenen Bohrvorgangs und/oder während eines nachfolgend näher beschriebenen Reinigungsvorgangs aus dem Bohrloch 200 zu entfernen, weist die Bohranordnung 150 ferner eine Absaugeinrichtung 118 auf. Diese wirkt mit dem Bohrer 100 und mit einem Hilfskörper 120 zusammen. Der zum Beispiel im Wesentlichen wie eine Zigarettenschachtel geformte Hilfskörper 120 wird vor dem Bohren des Bohrlochs 200 auf die Wand 102 aufgelegt und gegebenenfalls dort fixiert. In dem Hilfskörper 120 ist eine erste Aufnahmeöffnung 122 zum Aufnehmen bzw. Durchführen des Bohrers 100 von einer externen Position bis zu einer Oberfläche des zu bohrenden Untergrunds 102 gebildet. Eine entsprechende Einführrichtung ist in
Fig. 1 mit einem Pfeil 132 schematisiert. Ferner ist in dem Hilfskörper 120 eine mit der ersten Aufnahmeöffnung 122 verbundene zweite Aufnahmeöffnung 124 gebildet, welche zum Wirkverbinden der Absaugeinrichtung 118 mit dem zu bohrenden Bohrloch 200 ausgebildet ist. Anders ausgedrückt kann durch Drehantreiben des Bohrers 100 mittels der Bohrmaschine 152 das Bohrloch 200 in dem Untergrund 102 gebildet werden, wobei Betonbohrmehl anfällt. Dieses wird durch einen Teil der ersten Aufnahmeöffnung 122 und durch die zweite Aufnahmeöffnung 124 von der Absaugeinrichtung 118 abgesaugt und in einen inFig. 1 nicht gezeigten Behälter entsorgt, so dass eine Bedienperson vor dem möglicherweise gesundheitsschädlichen Bohrmehl 202 sicher geschützt ist. -
Fig. 1 zeigt die Bohranordnung 150 nun in einem Zustand kurz bevor der drehangetriebene Bohrer 100 in die erste Aufnahmeöffnung 122 eingeführt wird, um nach Kontaktieren der Oberfläche des Untergrunds 102 mit dem Bohren des Bohrlochs 200 zu beginnen. -
Fig. 2 zeigt die Bohranordnung 150 in einem späteren Zustand, in dem die Spitze 114 des Bohrers 100 das Bohrlochtiefste entsprechend einer vorgegebenen Solltiefe erreicht hat und daher das Bohrloch 200 vollständig gebildet ist. In dem Bohrloch 200 befindliches Bohrmehl 202 wird mittels der Absaugeinrichtung 118 abgesaugt, wobei eine Saugrichtung mit einem Pfeil 208 gekennzeichnet ist. Die flexiblen oder elastischen Metallborsten 112 werden, da diese radial über den Kern des Bohrers 100 überstehen, entlang ihrer vollen Umfangserstreckung kraftschlüssig gegen die Bohrlochwandung des Bohrlochs 200 gedrückt. - Wenngleich die Absaugeinrichtung 118 während des Bohrens einen beträchtlichen Teil des Bohrmehls 202 abführt, kann gerade an der Bohrlochwandung noch restliches Bohrmehl 202 verbleiben.
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Fig. 3 zeigt die Bohranordnung 150 in einem noch späteren Zustand, in dem mittels bloßen Zurückziehens des Bohrers 100 aus dem Bohrloch 200 die Bohrlochwandung des Bohrlochs 200 mittels der Metallbürsten 112 von verbleibendem Bohrmehl 202 gereinigt wird. Das Zurückziehen des Bohrers 100 ist inFig. 3 mit einem Pfeil 300 schematisiert. Durch das Zurückziehen schleifen die Metallborsten 112 anschaulich entlang der Bohrlochwandung und ziehen daher verbleibendes Bohrmehl 202 aus dem Bohrloch 200 heraus. Diese Reinigung der Bohrlochwandung kann durch die Absaugeinrichtung 118 zusätzlich unterstützt werden. - Verbleibt der Bohrer 100 jedoch während des Zurückziehens gemäß
Fig. 3 im rotierenden Zustand, so kann dadurch die Reinigungswirkung der dann rotierenden Metallborsten 112 zusätzlich verstärkt werden. - Alternativ zu der beschriebenen Betriebsweise kann aber auch der Antrieb der Bohrmaschine 152 und/oder die Absaugeinrichtung 118 ausgeschaltet werden.
- Optional kann durch ein- oder mehrmaliges Vor- und Zurückziehen des Bohrers 100 (mit oder ohne Antrieb bzw. Drehung des Bohrers 100) zwischen den Betriebszuständen gemäß
Fig. 2 undFig. 3 die Reinigung des Bohrlochs 200 weiter verbessert werden. -
Fig. 4 zeigt das verbleibende und gereinigte Bohrloch 200 in dem Untergrund 102, nachdem die Bohranordnung 100 vollständig entfernt worden ist. - Das derart gereinigte Bohrloch 200 kann dann in Kombination mit einem chemischen Dübel dazu verwendet werden, ein Verankerungselement 600 aufzunehmen und an dem Untergrund 102 zu verankern. Dies ist in
Fig. 5 und Fig. 6 gezeigt und wird im Weiteren näher beschrieben. - Gemäß
Fig. 5 wird zunächst mit einer Dosiereinrichtung 500 eine passende Menge eines aushärtbaren Aushärtmaterials 502 in das Bohrloch 200 eingebracht. - Nachfolgend wird, wie in
Fig. 6 gezeigt, das Verankerungselement 600 in das teilgefüllte Bohrloch 200 eingeführt und das aushärtbare Aushärtmaterial 502 anschließend ausgehärtet. Da das Bohrloch 200 dank der Kombination aus der Absaugeinrichtung 118 und den an dem Bohrer 100 angebrachten Borsten 112 sauber von Bohrmehl 202 befreit wurde, ist die Verankerungskraft des chemischen Dübels inFig. 6 außerordentlich hoch. -
Fig. 7 zeigt einen Bohrer 100 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit sich ringförmig und radial nach außen erstreckenden Metallborsten 112 als Bohrlochreinigungselemente zum Bohren und Reinigen eines Bohrlochs 200. - Bei dem Bohrer 100 gemäß
Fig. 7 weist der Schaftabschnitt 110 zueinander parallel verlaufende spiralförmige Wendeln 700 auf, zwischen denen jeweils eine Vertiefung 704 gebildet ist. Das während des Bohrvorgangs anfallende Bohrmehl 202 kann entlang der Vertiefungen 704 nach außen hin abgeführt werden, wenn während des Bohrens mittels einer Absaugeinrichtung 118 Bohrmehl abgesaugt wird und/oder mittels der der Metallborsten 112 Bohrmehl 202 von der Bohrlochwandung entfernt wird. Ein freies Ende des Schaftabschnitts 110 bildet einen Einspannabschnitt 706 zum Einspannen des Bohrers 100 in ein Futter einer Bohrmaschine 152. - Die Metallborsten 112 sind an einem von dem Schaftabschnitt 110 separat vorgesehenen umlaufenden Bürstenbauteil 702 angebracht. Das Bürstenbauteil 702 weist, wie näher in
Fig. 9 gezeigt ist, einen Gummiring 900 auf, an dessen Außenumfang die Metallborsten 112 radial nach außen zeigend immobilisiert sind.Fig. 8 zeigt einen Frontabschnitt des Bohrers 100 gemäßFig. 7 mit einer Ringnut 800 zum Aufnehmen des inFig. 9 gezeigten Rings 900 mit radial angeordneten Metallborsten 112. Das Bürstenbauteil 702 kann somit an dem Schaftabschnitt 110 montiert werden, indem der elastische Gummiring 900 formschlüssig in der Ringnut 800 aufgenommen wird. Die Länge der Metallborsten 112 ist so bemessen, dass diese radial zum Beispiel 1 mm bis 3 mm über den Bohrabschnitt 104 überstehen, wenn der Ring 900 in der Ringnut 800 aufgenommen ist. - Bei dem Bohrer 100 gemäß
Fig. 7 ist somit der Schaftabschnitt 110, wie inFig. 8 gezeigt, mit der Ringnut 800 versehen. Die Metallborsten 112 sind radial nach außen zeigend an dem inFig. 9 gezeigten elastischen Gummiring 900 angebracht. Mittels Einführens des Gummirings 900 in die Ringnut 800 sind die Metallborsten 112 an dem Schaftabschnitt 110 und somit an dem Bohrer 100 befestigbar. Durch diese Konfiguration ist ein vollumfänglich ringförmiges Bohrlochreinigen ermöglicht. Zusätzlich ist ein einfaches Auswechseln der Metallborsten 112 möglich, da nach Verschleiß derselben lediglich der Ring 900 mit den daran angebrachten Metallborsten 112 ausgewechselt werden braucht. Aufgrund des Positionierens des Rings 900 am vorderseitigen Ende des Schaftabschnitts 110, das heißt direkt angrenzend an den Bohrabschnitt 104, ist zudem ein bereits im bohrlochtiefen Bereich beginnendes Reinigen ermöglicht. Durch Zurückziehen des Bohrers 100 aus dem Bohrloch 200 nach Bilden des Bohrlochs 200 legt der im bohrlochtiefen Bereich angeordnete Ring 900 einen langen Weg bis zur Bohrlochmündung zurück und reinigt dabei effektiv einen großen Oberflächenbereich der Bohrlochwandung. -
Fig. 10 zeigt einen Frontabschnitt eines Bohrers 100 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer zwischen zwei axial beabstandeten Ringstegen 1002 an dem Schaftabschnitt 110 gebildeten ringförmigen Vertiefung 1000 zum Aufnehmen des inFig. 9 gezeigten Rings 900 mit den radial angeordneten Metallborsten 112.Fig. 10 zeigt, dass zur Aufnahme des Rings 900 an dem Schaftabschnitt 110 im Wesentlichen beliebige Befestigungsmittel gebildet werden können, die bevorzugt formschlüssig den Ring 900 aufnehmen und ein Lösen des Rings 900 von den Befestigungsmitteln bei den während des Bohrens bzw. Reinigens anfallenden Kräften unterbinden. -
Fig. 11 bis Fig. 15 zeigen Bohrer 100 mit Bohrlochreinigungselementen 112 gemäß anderen exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung. - Bei dem in
Fig. 11 gezeigten Bohrer 100 ist der gesamte Schaftabschnitt 110 mit Metallborsten 112 oder anderen Bürstenelementen bedeckt. Dies wird gemäßFig. 11 dadurch bewerkstelligt, dass ein in diesem Fall zylindrischer bzw. röhrenförmiger Schlauch 1100 über den Schaftabschnitt 110 übergezogen wird und dort vorzugsweise kraftschlüssig hält. An einer Außenseite des Schlauchs 1100, ringförmig radial nach außen gerichtet, sind die Metallborsten 112 angebracht. Eine rückseitige Fläche 1102 einer zum Beispiel als Diamantsegment ausgebildeten Bohrspitze als Bohrabschnitt 104 dient als Anschlag für das vorderseitige Ende des Schlauchs 1100. Der Schlauch 1100 kann aus Kunststoff, Gummi oder Metall gebildet werden oder auch als Gewebe ausgeführt sein. Er kann eine beliebige Kontur aufweisen und sollte dazu konfiguriert sein, außenseitig Bürstenelemente befestigen zu können. - Wie bei allen Ausführungsbeispielen der Erfindung können auch gemäß
Fig. 11 entweder der Schaftabschnitt 110 und der Bohrabschnitt 104 einstückig vorgesehen werden, oder es können der Schaftabschnitt 110 und der Bohrabschnitt 104 als getrennte, aber miteinander verbindbare (zum Beispiel miteinander verschraubbare) Bauteile ausgebildet werden. - Bei einem in
Fig. 12 gezeigten Bohrer 100 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Bohrlochreinigungselemente als Metallborsten 112 auf einer Außenfläche einer spiralförmigen Wendel 700 des Schaftabschnitts 110 angebracht. Das Bohrmehl 202 kann dann entlang von Vertiefungen 704 zwischen benachbarten Wendeln 702 entlang einer helixförmigen Trajektorie abgeführt werden. - Bei einem in
Fig. 13 gezeigten Bohrer 100 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Bohrlochreinigungselemente als Metallborsten 112 in Vertiefungen 704 zwischen benachbarten spiralförmigen Wendeln 700 des Schaftabschnitts 110 angebracht. Somit können die Bürstenelemente 112 vor übermäßiger mechanischer Beanspruchung geschützt in Zwischenräumen zwischen Bohrwendeln 700 untergebracht werden. -
Fig. 14 zeigt einen Bohrer 100 gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem als Bohrlochreinigungselemente Gummilamellen 112 bereichsweise auf dem Schaftabschnitt 110 und um diesen herum umlaufend angebracht sind. Hierfür können zum Beispiel auf den Wendeln 700 Längsnuten gebildet werden, in welche die Gummilamellen 112 eingesteckt und optional verklebt oder eingeklemmt werden können. - In
Fig. 15 ist ein Bohrer 100 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem ähnlich wie inFig. 11 ein Schlauch 1100 mit außenseitig angebrachten Metallborsten 112 übergestreift ist. GemäßFig. 15 ist der Schlauch 1100 in einem Bereich des Schaftabschnitts 110 angebracht, in dem Wendeln 700 und dazwischen angeordnete Vertiefungen 704 gebildet sind. Ein rückwärtiger, einem Futter einer Bohrmaschine (nicht gezeigt) zugeordneter Endabschnitt 1500 des Bohrers 100 ist von Wendeln 700, Vertiefungen 704 und dem Schlauch 1100 frei. -
Fig. 16 undFig. 17 zeigen Anordnungen 150 mit einem Bohrer 100 mit Bohrlochreinigungselementen 112 und mit einer Bohrmehlabsaugeinrichtung 118 zum Bohren und Reinigen eines Bohrlochs 200 gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung. - Gemäß
Fig. 16 sind mehrere axial und radial voneinander beabstandete Oberflächenbereiche des Schaftabschnitts 110 mit Metallborsten 112 versehen. Durch die Abstände oder Zwischenräume zwischen den Metallborsten 112 ist ein Absaugen von Bohrmehl ungeachtet des Vorhandenseins der Metallborsten 112 während des Bohrvorgangs mittels der Bohrmehlabsaugeinrichtung 118 ermöglicht. - Gemäß
Fig. 17 ist eine Anordnung 150 mit einem Bohrer 100 gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel gezeigt. Ähnlich wie inFig. 7 bis Fig. 10 ist in einer Ringnut 800 an einem vorderen Ende des Schaftabschnitts 110 ein Ring 900 mit nach außen überstehenden Metallborsten 112 zum Ausputzen des Bohrlochs 200 eingeführt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Absaugeinrichtung 118 nun in die Bohrmaschine 152 integriert. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist in einem vorderen Bereich des Bohrers 100 ein Austrittsloch 1702 gebildet, das mit einem Bohrmehlkanal 1700 im Inneren des Bohrers 100 verbunden ist. Ein rückseitiges Ende des Bohrmehlkanals 1700 ist über eine Schlauchleitung 1706 oder dergleichen mit der Absaugeinrichtung 118 zum Absaugen von Bohrmehl 202 während des Bohrvorgangs gekoppelt. - Die Absaugeinrichtung 118 saugt bereits während des Bohrens des Bohrlochs 200 mittels des Bohrabschnitts 104 des Bohrers 100 gebildetes Bohrmehl 202 durch die Austrittsöffnung 1702, den Bohrmehlkanal 1700 und den Schlauch 1706 ab. Nach Beenden des Bohrens führt aufgrund des Vorsehens der Metallborsten 112 ein bloßes Herausziehen des Bohrers 100 aus dem Bohrloch 200 zu einen zusätzlichen Reinigen der Bohrlochwandung, ohne dass dafür eine von dem Bohrer 100 separate Reinigungsvorrichtung erforderlich wäre.
- Ferner zeigt
Fig. 17 , dass der Schaftabschnitt 110 sich in Richtung zu dem Bohrlochäußeren hin konisch verjüngt. Dadurch kann ein dynamischer Verstärkungseffekt beim Absaugen des Bohrmehls 202 erreicht werden, mit dem die Bohrlochreinigung weiter verbessert werden kann. - Bohrer gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung können zum Beispiel zum Bohren in ein Vollmaterial, wie zum Beispiel Beton oder Kalksandstein, eingesetzt werden. Es ist allerdings auch möglich, Bohrer gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen für Hohlkammersteine einzusetzen, bei denen die Stege groß und die Kammern klein sind, so dass ein Großteil des Volumens auf die Stege entfällt.
- Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
Claims (15)
- Bohrer (100) zum Bohren und Reinigen eines Bohrlochs (200) in einem Untergrund (102), insbesondere Beton, wobei der Bohrer (100) aufweist:einen endseitigen Bohrabschnitt (104) zum Abtragen von Material des Untergrunds (102) unter Bildung von Bohrmehl (202) zum Bohren des Bohrlochs (200);einen sich an den Bohrabschnitt (104) anschließenden Schaftabschnitt (110) mit zumindest abschnittsweise über den Bohrabschnitt (104) radial hinausstehenden flexiblen Bohrlochreinigungselementen (112) zum Entfernen von zumindest einem Teil des Bohrmehls (202) aus dem Bohrloch (200);wobei der Bohrer (100) einen Hohlkanal (1700) aufweist, der eine vorderseitige Austrittsöffnung (1702), insbesondere am Bohrabschnitt (104), und eine rückseitige Austrittsöffnung (1704), insbesondere am Schaftabschnitt (110), aufweist, wobei die rückseitige Austrittsöffnung (1704) mit einer Absaugeinrichtung (118) gekoppelt oder koppelbar ist, die zum Absaugen des Bohrmehls (202) aus dem Bohrloch (200), vorzugsweise während des Bohrens und/oder während des Reinigens, ausgebildet ist.
- Bohrer (100) gemäß Anspruch 1, wobei der Bohrabschnitt (104) eine Bohrspitze (114) mit sich daran anschließenden Bohrkanten (106) zum insbesondere hämmernden Abtragen von Material des Untergrunds (102) aufweist.
- Bohrer (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Bohrlochreinigungselemente (112) Borsten, insbesondere metallische Borsten, aufweisen, die gemeinsam eine Bürste bilden.
- Bohrer (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bohrlochreinigungselemente (112) Lamellen, insbesondere Kunststofflamellen, aufweisen.
- Bohrer (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bohrlochreinigungselemente (112) spiralförmig um den Schaftabschnitt (110) umlaufend angeordnet sind.
- Bohrer (100) gemäß Anspruch 5, wobei der Schaftabschnitt (110) mindestens eine spiralförmige Wendel (700) aufweist, wobei zumindest ein Teil der Bohrlochreinigungselemente (112) spiralförmig, insbesondere auf mindestens einer der mindestens einen Wendel (700), umlaufend angeordnet ist.
- Bohrer (100) gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei der Schaftabschnitt (110) mindestens zwei spiralförmige Wendeln (700) aufweist, wobei zumindest ein Teil der Bohrlochreinigungselemente (112) spiralförmig in oder zwischen zwei benachbarten Wendeln (700) umlaufend angeordnet ist.
- Bohrer (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend zumindest eines der folgenden Merkmale:der Bohrer (100) weist eine insbesondere elastische Hülse (1100) auf, die über den Schaftabschnitt (110) übersteckbar und an deren Innenseite an dem Schaftabschnitt (110) befestigbar ist und an deren Außenseite die Bohrlochreinigungselemente (112) vorgesehen sind;der Schaftabschnitt (110) und Bohrlochreinigungselemente (112) sind, insbesondere gemeinsam mit dem Bohrabschnitt (104), einstückig ausgebildet;die gesamte Oberfläche des Schaftabschnitts (110) ist mit Bohrlochreinigungselementen (112) versehen;der Schaftabschnitt (110) verjüngt sich ausgehend von dem Bohrabschnitt (104) in Richtung des Bohrlochäußeren hin;die Bohrlochreinigungselemente (112) sind von dem Schaftabschnitt (110) abnehmbar und somit austauschbar ausgebildet;der Schaftabschnitt (110) und die Bohrlochreinigungselemente (112) weisen kooperierende Befestigungseinrichtungen zum insbesondere formschlüssigen Befestigen aneinander auf;der Schaftabschnitt (110) weist eine Ringnut (800) auf und die Bohrlochreinigungselemente weisen radial an einem insbesondere elastischen Ring (900) angebrachte Borsten (112) auf, wobei der Ring (900) mittels Einführens in die Ringnut (800) an dem Schaftabschnitt (110) befestigbar oder befestigt ist;die Bohrlochreinigungselemente (112) sind in mehreren voneinander räumlich beabstandeten und miteinander nicht zusammenhängenden Bohrlochreinigungselementgruppen gruppiert.
- Bohranordnung (150) zum Bohren und Reinigen eines Bohrlochs (200) in einem Untergrund (102), wobei die Bohranordnung (150) aufweist:einen Bohrer (100), insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, zum Bohren und Reinigen des Bohrlochs (200) in dem Untergrund (102), insbesondere Beton, wobei der Bohrer (100) aufweist:einen endseitigen Bohrabschnitt (104) zum Abtragen von Material des Untergrunds (102) unter Bildung von Bohrmehl (202) zum Bohren des Bohrlochs (200);einen sich an den Bohrabschnitt (104) anschließenden Schaftabschnitt (110) mit zumindest abschnittsweise über den Bohrabschnitt (104) radial hinausstehenden flexiblen Bohrlochreinigungselementen (112) zum Entfernen von zumindest einem Teil des Bohrmehls (202) aus dem Bohrloch (200);eine Bohrmaschine (152) zum Aufnehmen des Schaftabschnitts (110) des Bohrers (100) und zum rotatorischen Antreiben des Bohrers (100);eine Absaugeinrichtung (118) zum Absaugen von Bohrmehl (202) aus dem Bohrloch (200) während des Bohrens und/oder während des Reinigens.
- Bohranordnung (150) gemäß Anspruch 9, aufweisend einen Hilfskörper (120) zum Aufsetzen auf den Untergrund (102), wobei in dem Hilfskörper (120) eine Bohreraufnahmeöffnung (122) zum Durchführen des Bohrers (100) bis zu dem Untergrund (102) und eine Absaugaufnahmeöffnung (124), die vorzugsweise mit der Bohreraufnahmeöffnung (122) verbunden ist, zum Wirkverbinden der Absaugeinrichtung (118) mit dem zu bohrenden Bohrloch (200) vorgesehen sind.
- Verfahren zum Bohren und Reinigen eines Bohrlochs (200) in einem Untergrund (102), wobei das Verfahren aufweist:Bohren des Bohrlochs (200) durch Abtragen von Material des Untergrunds (102) unter Bildung von Bohrmehl (202) mittels eines endseitigen Bohrabschnitts (104) eines Bohrers (100), insbesondere eines Bohrers (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8;Entfernen von zumindest einem Teil des Bohrmehls (202) aus dem Bohrloch (200) mittels über den Bohrabschnitt (104) radial hinausstehenden flexiblen Bohrlochreinigungselementen (112), die zumindest abschnittsweise an einem sich an den Bohrabschnitt (104) anschließenden Schaftabschnitt (110) des Bohrers (100) angebracht sind;wobei während zumindest eines Teils des Verfahrens das Bohrmehl (202) aus dem Bohrloch (200) abgesaugt wird.
- Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei während eines Teils des Verfahrens das Bohrloch (200) mittels axialen und/oder radialen Bewegens der Bohrlochreinigungselemente (112) entlang des Bohrlochs (200) unter Entfernen des Bohrmehls (202) gereinigt wird, ohne zu bohren.
- Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei das Bohrloch (200) bis zu einer Solltiefe, insbesondere bis zu einem Bohrlochtiefsten, gebohrt wird und nach Erreichen der Solltiefe der Bohrer (100) zum zumindest teilweisen Entfernen des Bohrmehls (202) aus dem Bohrloch (200) mindestens einmal, insbesondere mehrmals, ausgehend von der Solltiefe in Richtung Bohrlochmündung (300) bewegt wird.
- Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei während des Bewegens der Bohrer (100) rotiert wird.
- Verwendung eines Bohrers (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 oder einer Bohranordnung (150) gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10zum Bohren eines Bohrlochs (200) und zum zumindest teilweisen Reinigen des Bohrlochs (200) von Bohrmehl (202) mittels der Bohrlochreinigungselemente (112).
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