PL186701B1

PL186701B1 - Świder transportujący ziemię

Info

Publication number: PL186701B1
Application number: PL98324375A
Authority: PL
Inventors: Alexander J. Verstraeten
Original assignee: Fundex Nv
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1998-01-20
Publication date: 2004-02-27
Also published as: TR199800092A3; TR199800092A2; DE59807686D1; EP0855489B1; EP0855489A2; AU726902B2; PL324375A1; DE19702137A1; US6082472A; AU5214398A; EP0855489A3; CA2227602A1

Abstract

. Swider transportujacy ziem ie, z wprawiana za pom o- ca napedu w ruch obrotowy rura i zam ocow ana na niej bezobro- towo koncówka swidra, która zawiera polaczona z rura czesc cylindryczna z co najmniej dwoma, korzystnie trzema, rozmiesz- czonymi, zw laszcza równomiernie, na obwodzie, plasko wzno- szacymi sie, srubowymi pasam i, których plaski bok przebiega korzystnie, co najmniej w przyblizeniu, równolegle do promienia w danym miejscu i rozciaga sie zw laszcza na fragmencie obw o- du cylindrycznej czesci, oraz znajdujaca sie ponizej czesc zwe- zona z co najmniej dwiema, korzystnie trzema, rozmieszczony- mi, zwlaszcza równomiernie, na obwodzie, przebiegajacymi korzystnie co najmniej w przyblizeniu równolegle do pionu, wznoszacymi sie, korzystnie bardziej stromo niz srubowe pasy, lukowymi powierzchniam i, które rozciagaja sie korzystnie tylko na fragmencie obwodu czesci zwezonej i koncza sie korzystnie promieniowo na zewnatrz co najmniej w poblizu poczatku odpowiedniego pasa srubowego, znamienny tym, ze lukowe powierzchnie (17) stykaja sie sw oja dolna krawedzia (19), co najmniej w przyblizeniu bezskokowo w sposób ciagly, z rozcia- gajacymi sie az do dolnej krawedzi (38) cylindrycznej czesci (13) i do górnej krawedzi przebiegajacej w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów, zgodnego ze strzalka (29), powierzchni lukowej (17), plaskimi powierzchniami srubowymi (18), z których kazda tworzy stopien (20) z przebiegajacymi przeciw- nie do kierunku obrotów, zgodnego ze strzalka (29), powierzch- niami lukowymi (17). FIG 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest świder transportujący ziemię przeznaczony do wiercenia otworów w ziemi.

Znany jest z niemieckiego zgłoszenia patentowego nr DE 35 01 439 C2 świder transportujący ziemię, z wprawianą za pomocą napędu w ruch obrotowy rurą i zamocowaną na niej bezobrotowo końcówką świdra. Końcówka świdra zawiera połączoną z rurą część cylindryczną z co najmniej dwoma, korzystnie trzema, rozmieszczonymi, w szczególności równomiernie, na obwodzie, płasko wznoszącymi się, śrubowymi pasami. Płaski bok pasów śrubowych przebiega korzystnie, co najmniej w przybliżeniu, równolegle do promienia w danym miejscu i rozciąga się zwłaszcza na fragmencie obwodu cylindrycznej części. Końcówka świdra zawiera ponadto znajdującą się poniżej część zwężoną z co najmniej dwiema, korzystnie trzema, rozmieszczonymi, zwłaszcza równomiernie, na obwodzie, przebiegającymi korzystnie co najmniej w przybliżeniu równolegle do pionu, wznoszącymi się korzystnie bardziej stromo niż śrubowe pasy, łukowymi powierzchniami, które rozciągają się korzystnie tylko na fragmencie obwodu części zwężonej i kończą się korzystnie promieniowo na zewnątrz co naj4

186 701 mniej w pobliżu początku odpowiedniego pasa śrubowego. Charakterystyczny dla tego rodzaju świdrów transportujących ziemię jest podział końcówki świdra w kierunku pionowym na dwa różne obszary, z których dolny służy w pierwszym rzędzie do transportu ziemi promieniowo od wewnątrz na zewnątrz, zaś górny do transportu ziemi z dołu do góry wzdłuż rury świdra. Gdy w niniejszym opisie jest mowa o pionie względnie poziomie, wówczas odnosi się to do pionowego ustawienia rury świdra. Rozumie się jednak, że świdry transportujące ziemię według wynalazku nadają się także do wiercenia otworów ziemnych, których oś jest nachylona do pionu pod kątem.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji świdra transportującego ziemię opisanego powyżej typu, który będzie miał lepsze własności wiertnicze.

Świder transportujący ziemię, z wprawianą za pomocą napędu w ruch obrotowy rurą i zamocowaną na niej bezobrotowo końcówką świdra, która zawiera połączoną z rurą część cylindryczną z co najmniej dwoma, korzystnie trzema, rozmieszczonymi, zwłaszcza równomiernie, na obwodzie, płasko wznoszącymi się, śrubowymi pasami, których płaski bok przebiega korzystnie, co najmniej w przybliżeniu, równolegle do promienia w danym miejscu i rozciąga się zwłaszcza na fragmencie obwodu cylindrycznej części, oraz znajdującą się poniżej część zwężoną z co najmniej dwiema, korzystnie trzema, rozmieszczonymi, zwłaszcza równomiernie, na obwodzie, przebiegającymi korzystnie co najmniej w przybliżeniu równolegle do pionu, wznoszącymi się, korzystnie bardziej stromo niż śrubowe pasy, łukowymi powierzchniami, które rozciągają się korzystnie tylko na fragmencie obwodu części zwężonej i kończą się korzystnie promieniowo na zewnątrz co najmniej w pobliżu początku odpowiedniego pasa śrubowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że łukowe powierzchnie stykają się swoją dolną krawędzią, co najmniej w przybliżeniu bezskokowo w sposób ciągły, z rozciągającymi się aż do dolnej krawędzi cylindrycznej części i do górnej krawędzi przebiegającej w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów powierzchni łukowej, płaskimi powierzchniami śrubowymi, z których każda tworzy stopień z przebiegającymi przeciwnie do kierunku obrotów powierzchniami łukowymi.

Korzystnie łukowe powierzchnie są, co najmniej w przybliżeniu, zakrzywione wokół osi biegnącej równolegle do pionowej osi symetrii, przy czym wypukła powierzchnia jest zwrócona w kierunku obrotów.

Korzystnie łukowe powierzchnie rozpoczynają się promieniowo od wewnątrz i na dole przebiegiem w przybliżeniu promieniowym oraz mają promieniowo od zewnątrz i na górze styczną, która tworzy z promieniem w tym miejscu kąt, wynoszący od 5 do 70°, korzystnie 15 do 50°, korzystniej 20 do 40, zwłaszcza około 30°.

Korzystnie wysokość łukowej powierzchni wzrasta stale, zwłaszcza liniowo, od wewnątrz na zewnątrz.

Korzystnie dolna krawędź łukowych powierzchni styka się promieniowo na zewnątrz, co najmniej w przybliżeniu, z dolną powierzchnią czołową odpowiedniego pasa śrubowego.

Korzystnie kąt wzniosu znajdujących się na cylindrycznej części śrubowych pasów względem poziomu wynosi 2 do 30°, korzystnie 5 do 20°, zwłaszcza około 10°.

Korzystnie kąt wzniosu dolnej krawędzi łukowych powierzchni wynosi promieniowo od wewnątrz 0 do 15°, zwłaszcza 5 do 10°, zaś promieniowo na zewnątrz 10 do 40°, zwłaszcza 20 do 30°.

Korzystnie dolna krawędź łukowych powierzchni i/lub górna krawędź łukowych powierzchni, która zbiega się ze stopniem, mają stały przebieg.

Korzystnie zawierająca łukowe powierzchnie zwężona część ma usytuowany centralnie u dołu nawiertak, zaopatrzony korzystnie w otwory wylotowe dla cieczy, przez które mogą być kierowane ciecze doprowadzane do kontaktu z ziemią

Korzystnie wysokość powierzchni łukowych w promieniowo zewnętrznym, górnym obszarze końcowym jest 2- do 6-, korzystnie 3- do 5-, zwłaszcza 4-krotnie większa niż w promieniowo wewnętrznym, dolnym obszarze końcowym.

Korzystnie następujące kolejno po sobie w kierunku obwodowym, łukowe powierzchnie nie zachodzą na siebie w ogóle w kierunku obwodowym i rozciągają się korzystnie w obszarze, obejmującym kąt poniżej 120°, zwłaszcza 30-60°, względem osi symetrii.

186 701

Korzystnie znajdujące się na cylindrycznej części następujące kolejno po sobie w kierunku obwodowym, śrubowe pasy zachodzą na siebie co najmniej w przybliżeniu, korzystnie wyraźnie, w kierunku obwodowym.

Korzystnie śrubowe pasy rozciągają się wokół cylindrycznej części w obszarze, obejmującym kąt od 120 do 180°.

Korzystnie w przekroju osiowym wzdłuż okręgu wokół osi symetrii powierzchnie łukowe i powierzchnie śrubowe zwężonej części mają przebieg okresowy, zwłaszcza zygzakowy, o okresie odpowiadającym liczbie łukowych powierzchni.

Korzystnie zawierająca powierzchnie łukowe i powierzchnie śrubowe końcówka świdra jest pusta od wewnątrz i, zwłaszcza w odniesieniu do powierzchni łukowych i powierzchni śrubowych, ukształtowana co najmniej w przybliżeniu odpowiednio do powierzchni zewnętrznej tak, że do zewnętrznej powierzchni łukowej i powierzchni śrubowej należy również, znajdująca się w niewielkim odstępie od niej, odpowiednia wewnętrzna powierzchnia łukowa względnie powierzchnia śrubowa.

Korzystnie powierzchnie łukowe i powierzchnie śrubowe znajdują się na, zwłaszcza razem zespawanych, elementach z blachy stalowej.

Korzystnie promieniowo zewnętrzne obszary wewnętrznej powierzchni łukowej stanowią ogranicznik dla zabieraków na dolnym końcu rury.

Korzystnie na promieniowo zewnętrznych obszarach wewnętrznych powierzchni łukowych są umieszczone, zwłaszcza przyspawane, bloki wzmacniające dla zaczepienia o zabieraki.

Korzystnie zewnętrzne powierzchnie łukowe stykają się swą biegnącą równolegle do osi symetrii, promieniowo zewnętrzną, górną powierzchnią czołową z zewnętrzną powierzchnią cylindrycznej części tak, że dolna krawędź cylindrycznej części ma tam w kierunku obwodowym pionowy stopień, z którego dolna krawędź cylindrycznej części wznosi się, odpowiednio do znajdującego się tam pasa śrubowego, aż do kolejnego w kierunku obrotów stopnia.

Idei wynalazku należy zatem upatrywać w tym, że w znanym świdrze transportującym ziemię, przestrzeń za łukowymi powierzchniami, patrząc w kierunku obrotów, jest zasłonięta powierzchniami śrubowymi, w związku z czym od dolnej krawędzi każdej z powierzchni łukowych do górnej krawędzi powierzchni łukowej, biegnącej w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów, istnieje równomierne i ciągłe, co najmniej w przybliżeniu pozbawione skoków, przejście. W ten sposób uniemożliwione zostało gromadzenie się materiału za powierzchniami łukowymi.

Poza tym dzięki połączeniu powierzchni łukowych i śrubowych uzyskana jest szczególnie stabilna i wytrzymała końcówka świdra, w związku z czym przy mniejszym zużyciu materiału osiągana jest wyższa wytrzymałość.

Ukształtowanie wiertła według wynalazku umożliwia jego korzystne praktyczne wykonanie oraz zapewnia uzyskanie optymalnych parametrów wiertniczych.

W szczególnie korzystnej postaci wynalazku, w której w przekroju osiowym wzdłuż okręgu wokół osi symetrii powierzchnie łukowe i powierzchnie śrubowe zwężonej części mają przebieg okresowy, zwłaszcza zygzakowy, o okresie odpowiadającym liczbie łukowych powierzchni, wystające osiowo powierzchnie łukowe służą do transportu materiału promieniowo na zewnątrz, natomiast rozciągające się pomiędzy kolejnymi powierzchniami łukowymi powierzchnie śrubowe zapewniają równomierne i ciągłe przejście z dolnej krawędzi jednej powierzchni łukowej do górnej krawędzi powierzchni łukowej, kolejnej w kierunku obrotów.

Dzięki dalszym korzystnym postaciom wykonania nie tylko oszczędza się materiał, zmniejszając znacznie ciężar końcówki świdra, lecz tworzy się także powierzchnie współpracujące z zabierakami na rurze świdra, przenoszącymi moment obrotowy.

Wiertło według dalszych postaci wynalazku jest korzystnie tak ukształtowane, że cylindryczna część ma stopniowany przebieg, odpowiednio do liczby istniejących powierzchni łukowych, a każdej z łukowych powierzchni przypisana jest korzystnie jedna powierzchnia śrubowa i jeden pas śrubowy.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia dolną część świdra transportującego ziemię w czasie pracy w gruncie, w widoku perspektywicznym, fig. 2 - nieco odmienny przykład wykonania w stanie rozłożo6

186 701 nym, to jest z końcówką świdra wyjętą z rury, przy czym śrubowe pasy w kierunku obwodowym są krótsze niż w przykładzie wykonania z fig. 1, w widoku perspektywicznym i nieco pomniejszonej skali, fig. 3 - końcówkę świdra w widoku perspektywicznym od góry, analogiczną do fig. 2, z zaznaczonymi trzema powierzchniami śrubowymi, fig. 4 końcówkę świdra w widoku perspektywicznym analogicznym do fig. 3, z zaznaczonymi powierzchniami łukowymi, fig. 5 - końcówkę świdra w widoku eksplodującym dla uwidocznienia poszczególnych części, z których jest złożona, fig. 6 - końcówkę świdra w widoku perspektywicznym od dołu, fig. 7 końcówkę świdra w widoku od dołu, fig. 8 - końcówkę świdra w widoku z góry, a fig. 9 - końcówkę świdra w schematycznym przekroju osiowym wzdłuż okręgu 24 z fig. 7, rozwiniętego do linii prostej 24'.

Jak ukazano na fig. 1, mająca kształt pustego cylindra rura 11 z końcówką 12 na dolnym końcu jest umieszczona wewnątrz wykonanego w ziemi 27, pionowego otworu 28 z pionową osią symetrii 16. Od góry rura 11 świdra sięga powyżej powierzchni gruntu i jest tam w nie przedstawiony sposób obracana za pomocą napędu w kierunku strzałki 29. Z uwagi na ciężar świdra transportującego ziemię i opisanego poniżej ukształtowania końcówki 12 świder jest przy tym przesuwany w ziemi w dół, w kierunku strzałki 30, przy czym grunt, znajdujący się pod świdrem, jest wypychany przez końcówkę 12 w kierunku strzałek 31 promieniowo na zewnątrz, a następnie transportowany w kierunku strzałek 32 na obwodzie rury 11 świdra, wzdłuż tej rury w górę. W tym celu końcówka 12 ma nieco większą średnicę zewnętrzną niż rura 11.

Jak widać na fig. 1 do 5, a zwłaszcza na fig. 6, końcówka 12 świdra według wynalazku składa się z pustej cylindrycznej części 13 o przekroju kołowym, którego średnica jest większa niż średnica rury 11 świdra. Kołowo-cylindryczna rura 11 świdra jest, jak widać na fig. 1 i 2, zaopatrzona na swym dolnym końcu w kołowo-cylindryczny zabierak 33 o zwiększonej średnicy, na którego dolnej, zębatej krawędzi 40 rozmieszczone są równomiernie na obwodzie trzy pionowe powierzchnie natarcia 25. Zewnętrzna średnica zabieraka 33 odpowiada wewnętrznej średnicy cylindrycznej części 13, tak że zabierak 33 można włożyć od góry w cylindryczną część 13 w sposób, widoczny na fig. 1. Pomiędzy stopniowanym odsadzeniem 34 na początku zabieraka 33 i kołową, poziomą, górną krawędzią 35 cylindrycznej części 13, na której spoczywa odsadzenie 34, można ewentualnie umieścić nie przedstawiony pierścień uszczelniający.

Jak widać zwłaszcza na fig. 2 i 5, również cylindryczna część 13 ma kształt zębaty, odpowiadający co najmniej w przybliżeniu zębatemu kształtowi zabieraka 33 rury 11, przy czym z każdego osiowego zębatego stopnia 36 rozciąga się w kierunku obwodowym ukośnie do góry, aż do górnego końca zębatego stopnia 36, kolejnego w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów, wskazanego strzałką 29, krawędź 38, wzdłuż której umieszczony jest, wykonany korzystnie z blachy stalowej, wystający promieniowo na zewnątrz, śrubowy pas 15, wykonany z płaskiego pasa materiału, przy czym dłuższy bok prostokątnego przekroju śrubowego pasa 15 pokrywa się odpowiednio z promieniem cylindrycznej części 13 w danym miejscu. Jak uwidoczniono szczególnie wyraźnie na fig. 1 i 2, śrubowe pasy 15 biegną w sposób ciągły i pod niewielkim kątem do poziomu, wynoszącym około 15°, aż do górnej krawędzi 35 cylindrycznej części 13, obejmując kąt ponad 120°, przy czym zachodzą one wyraźnie na śrubowy pas 15, leżący niżej lub wyżej (fig. 1), względnie sięgają do kolejnego w kierunku obwodowym zębatego stopnia 36, obejmując tylko w przybliżeniu kąt ponad 120°, przy czym kolejne śrubowe pasy 15 nie zachodzą na siebie (fig. 2).

Wysokość podobnych do zębów piły zębatych stopni 36 wynosi około 20 do 80, korzystnie 30 do 70%, zwłaszcza 40 do 60% całkowitej wysokości cylindrycznej części 13 w tym miejscu.

Jak widać szczególnie dobrze na fig. 6, z cylindryczną częścią 13 połączona jest zwężona część 14, mająca ku dołowi kształt w zasadzie stożkowy, przy czym poszczególne powierzchnie w mniejszym lub większym stopniu odbiegają od kształtu czysto stożkowego. Kąt wierzchołkowy stożka wynosi około 140°.

Z dolnych powierzchni czołowych 21 płaskich śrubowych pasów 15 rozciągają się w zasadzie promieniowo do wewnątrz i ukośnie w dół wypukłe powierzchnie łukowe 17, bie186 701 gnące w kierunku osi symetrii 16 cylindrycznej części 13, gdzie znajduje się nawiertak 22, który zgodnie z fig. 2 jest połączony z również współosiową względem osi symetrii 16, górną rurą centralną 39 oraz zgodnie z fig. 6 ma boczne otwory wylotowe 23 dla cieczy, połączone przepływowo z wnętrzem rury centralnej 39. Gdy centralna rura 39 jest podłączona do przechodzącego przez wnętrze rury 11 i nie przedstawionego przewodu doprowadzającego ciecz, w trakcie procesu wiercenia z otworów wylotowych 23 można przykładowo wyrzucać ciecz, służącą do umocnienia otaczającego otwór gruntu.

Jak widać na fig. 5, łukowe powierzchnie 17 znajdują się na odpowiednio ukształtowanych, łukowych elementach 17 z blachy stalowej, w związku z czym na odwrotnej względem łukowej powierzchni 17 stronie łukowego elementu 17 z blachy stalowej znajduje się odpowiednio ukształtowana, wklęsła powierzchnia łukowa 17'. Wypukła powierzchnia łukowa 17 znajduje się na łukowym elemencie 17 z blachy stalowej, po stronie zwróconej w kierunku obrotów wskazanym strzałką 29.

Dolne krawędzie 19 rozszerzających się promieniowo na zewnątrz w przedstawiony sposób, łukowych elementów 17 z blachy stalowej są poprowadzone promieniowo na zewnątrz do dolnych powierzchni czołowych 21 śrubowych pasów 15 i tam zamocowane na stałe, na przykład za pomocą spawania. Ponadto promieniowo zewnętrzny, czołowy bok łukowych elementów 17 z blachy stalowej jest w obszarze zębatego stopnia 36 połączona na stałe, na przykład zespawana, z częścią, cylindryczną 13. Promieniowo od wewnątrz i od dołu znajduje się, wykonane na przykład również za pomocą spawania, stałe połączenie między odpowiednim czołowym bokiem łukowych elementów 17 z blachy stalowej i nawiertakiem 22.

Według wynalazku od dolnej krawędzi 19 łukowych elementów 17 z blachy stalowej rozciąga się, dopasowana w ogólności do kształtu stożkowego, śrubowa powierzchnia 18, która jednak o tyle różni się od czystego kształtu stożkowego, że sięga do górnej krawędzi przebiegającego w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów, łukowego elementu 17 z blachy stalowej, gdzie jest połączony; na przykład poprzez spawanie, z górną krawędzią następnego łukowego elementu 17 z blachy stalowej, tworząc tam, co najmniej w przybliżeniu prostokątny, stopień 20. Promieniowo na zewnątrz śrubowa powierzchnia 18 przechodzi, załamując się, w dolną krawędź 38 znajdującej się nad nią, cylindrycznej części 13, z której wystaje promieniowo śrubowy pas 15. W ten sposób dolna krawędź 19 każdego z łukowych elementów 17 z blachy stalowej jest zawsze, poprzez odchylającą się od niej, co najmniej w przybliżeniu pod kątem prostym, śrubową powierzchnię 18, połączoną na stałe z górną krawędzią biegnącego w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów 29, łukowego elementu 17 z blachy stalowej i rozciągającą się pomiędzy nimi, dolną krawędzią znajdującej się wyżej, cylindrycznej części 13.

Wskutek takiego ukształtowania powstaje poniżej części cylindrycznej 13 część zwężona 14, której łukowe powierzchnie 17 i śrubowe powierzchnie 18 mają w zasadzie na każdym odcinku osiowym wzdłuż okręgu 24 (fig. 7) kształt, widoczny na fig. 9. Zatem wokół każdego wyobrażonego okręgu 24 powstaje mniej lub bardziej wyraźny kształt zębów piły, składający się z linii przecięcia łukowych powierzchni 17 i śrubowych powierzchni 18.

Figura 9 ukazuje widziany w kierunku promieniowym profil końcówki świdra według wynalazku wzdłuż okręgu 24 na fig. 7, który na fig. 9 jest rozwinięty w linię prostą 24'. Od dolnej krawędzi 19 zewnętrznej powierzchni łukowej 17, rozciąga się ukośnie do góry zewnętrzna powierzchnia śrubowa 18j, sięgająca do podstawy biegnącej w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów, drugiej zewnętrznej powierzchni łukowej 172, z której dolną krawędzią 19 połączona jest z kolei następna zewnętrzna powierzchnia śrubowa 182, która sięga do podstawy trzeciej zewnętrznej powierzchni łukowej 17₃. Z jej dolnej krawędzi 19 wychodzi wówczas trzecia zewnętrzna powierzchnia śrubowa 18₃, sięgająca znowu do podstawy pierwszej ze wspomnianych, zewnętrznej powierzchni łukowej 17,, gdzie następuje zamknięcie łuku równego 360°.

W przedstawionych na rysunku przykładach wykonania obwodzie końcówki 12 świdra rozmieszczone są równomiernie trzy śrubowe pasy 15, trzy łukowe elementy 17 z blachy stalowej i trzy powierzchnie śrubowe 18, przyporządkowane sobie wzajemnie w przedstawiony sposób.

186 701

Jak widać na fig. 2 i 5, końcówka 12 świdra jest pusta, co osiąga się w ten sposób, że nie tylko łukowe powierzchnie 17 znajdują się na łukowych elementach 17 z blachy stalowej o ograniczonej grubości, lecz także śrubowe powierzchnie 18 znajdują się na śrubowych elementach 18 z blachy stalowej o ograniczonej grubości, w związku z czym dodatkowo względem zewnętrznych powierzchni śrubowych 18 istnieją także wewnętrzne powierzchnie śrubowe 18'. W ten sposób wewnątrz końcówki 12 świdra istnieje konstrukcja zabierakowa, w którą zgodnie z fig. 2 może wchodzić od góry zabierak 33, przy czym zabieraki 25 współpracują w kierunku obwodowym z promieniowo zewnętrznymi końcami wewnętrznych powierzchni łukowych 17' względnie znajdującymi się tam blokami wzmacniającymi 26, zaś dolne, wznoszące się krawędzie 40 zębatego obrzeża zabieraka 33 przylegają do rozciągających się wzdłuż cylindrycznej części 13 obszarów wewnętrznych powierzchni śrubowych 18', wskutek czego z jednej strony osiąga się bezobrotowe połączenie pomiędzy rurą 11 i końcówką 12 świdra, a jednocześnie ciężar rury 11 jest na dużej powierzchni przenoszony na końcówkę 12 świdra. Te same elementy, które są stosowane do poprawy parametrów wiertniczych, służą zatem również do przenoszenia dużych momentów obrotowych z rury 11 na końcówkę 12 świdra oraz do przejmowania ciężaru. Całą frontową powierzchnię 26' (fig. 2 i 8) bloków wzmacniających 26 można zatem wykorzystać dla wywierania siły napędowej K przez komplementarne względem nich powierzchnie zabieraków 25.

Jak widać na fig. 5, śrubowe pasy 15 są połączone bezpośrednio ze śrubowymi elementami 18 z blachy stalowej w jeden podzespół.

Zasada działania opisanego świdra transportującego ziemię jest następująca:

Po osiowym złożeniu rury 11 z końcówką 12 świdra z pozycji ukazanej na fig. 2 w pozycję ukazaną na fig. 1 końcówkę 12 świdra umieszcza się na gruncie 27 i wprawia rurę 11 w ruch obrotowy w kierunku strzałki 29.

Nawiertak 22 wwierca się przy tym w grunt 27, powodując jego przechodzenie po łukowych powierzchniach 17, które dzięki swemu przebiegowi, początkowo promieniowemu, a następnie w coraz większym stopniu obwodowemu, transportują zagarnianą ziemię promieniowo na zewnątrz, gdzie dochodzi ona do górnych powierzchni śrubowych pasów 15, przez które jest wyciskana do góry zgodnie z fig. 1 w kierunku strzałek 32, wzdłuż rury 11. Aby stworzyć odpowiednią wolną przestrzeń wokół rury 11 świdra, cylindryczna część 13 ma zgodnie z fig. 1 większą średnicę niż rura 11, wskutek czego zwłaszcza śrubowe pasy 15 wystają wyraźnie w kierunku promieniowym poza zewnętrzną średnicę rury 11.

Łukowe powierzchnie 17 mają tak małą krzywiznę, że rozciągają się wokół nawiertaka 22 jedynie w obszarze, obejmującym kąt poniżej 180°, zwłaszcza znacznie poniżej 90°, zatem biegną w zasadzie promieniowo, przy czym ich składowa obwodowa wzrasta promieniowo od wewnątrz na zewnątrz.

Śrubowe powierzchnie 18 powodują, że, patrząc w kierunku obrotów wskazanym strzałką 29 (fig. 1), materiał nie może odkładać się w żadnych pustych przestrzeniach za wypukłymi powierzchniami łukowymi 17, lecz przechodzi po biegnącej w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów powierzchni łukowej 17 i jest na niej kierowany promieniowo na zewnątrz.

Dzięki ukształtowaniu według wynalazku kąt pomiędzy stycznymi do dolnego końca śrubowych pasów 15 względnie górnego końca powierzchni łukowych 17 wynosi od 100 do 140°, korzystnie około 120°. Ruch ziemi, transportowanej promieniowo na zewnątrz, zostaje nagle zmieniony z kierunku promieniowego na kierunek osiowy w górę.

Istotna zaleta konstrukcji według wynalazku polega na tym, że końcówki świdrów są łatwiejsze i bardziej ekonomiczne w użyciu. Kształt według wynalazku zapewnia przy mniejszym zużyciu materiału wysoką stabilność końcówki świdra. Ukształtowana według wynalazku struktura wewnątrz pustej końcówki 12 świdra pozwala zrezygnować ze specjalnych występów zgarniających, które znacznie zwiększają ciężar.

Ponieważ dolna krawędź 19 łukowych powierzchni 17 graniczy promieniowo od zewnątrz z przednią krawędzią 21 śrubowych pasów 15, ziemia jest transportowana bezpośrednio z łukowych powierzchni 17 do przestrzeni nad śrubowymi pasami 15, dzięki czemu droga transportu ziemi jest wyjątkowo krótka. Pozwala to osiągnąć wyższe prędkości wiercenia.

186 701

Przyleganie dolnych krawędzi 40 zabieraka 33 (fig. 2) do wewnętrznych powierzchni śrubowych 18' zapewnia optymalne osiowe przenoszenie siły z rury 11 na końcówkę 12 świdra. Łukowe elementy 17 z blachy stalowej, zwłaszcza w ich dolnej części, można ponadto według wynalazku zaopatrzyć w zęby, tak aby umożliwić wiercenie również w bardzo twardym podłożu.

Istotna cecha wynalazku polega na tym, że wysokość łukowych powierzchni 17 względnie 17' wzrasta stale w kierunku promieniowym od wewnątrz na zewnątrz, w związku z czym należy się liczyć z rosnącą w kierunku promieniowym na zewnątrz ilością materiału.

FIG. 2 z'⁶

186 701

FIG. 6

FIG. 9

186 701

FIG. 1 /6

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Świder transportujący ziemię, z wprawianą za pomocą napędu w ruch obrotowy rurą i zamocowaną na niej bezobrotowo końcówką świdra, która zawiera połączoną z rurą część cylindryczną z co najmniej dwoma, korzystnie trzema, rozmieszczonymi, zwłaszcza równomiernie, na obwodzie, płasko wznoszącymi się, śrubowymi pasami, których płaski bok przebiega korzystnie, co najmniej w przybliżeniu, równolegle do promienia w danym miejscu i rozciąga się zwłaszcza na fragmencie obwodu cylindrycznej części, oraz znajdującą się poniżej część zwężoną z co najmniej dwiema, korzystnie trzema, rozmieszczonymi, zwłaszcza równomiernie, na obwodzie, przebiegającymi korzystnie co najmniej w przybliżeniu równolegle do pionu, wznoszącymi się, korzystnie bardziej stromo niż śrubowe pasy, łukowymi powierzchniami, które rozciągają się korzystnie tylko na fragmencie obwodu części zwężonej i kończą się korzystnie promieniowo na zewnątrz co najmniej w pobliżu początku odpowiedniego pasa śrubowego, znamienny tym, że łukowe powierzchnie (17) stykają się swoją dolną krawędzią (19), co najmniej w przybliżeniu bezskokowo w sposób ciągły, z rozciągającymi się aż do dolnej krawędzi (38) cylindrycznej części (13) i do górnej krawędzi przebiegającej w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów, zgodnego ze strzałką (29), powierzchni łukowej (17), płaskimi powierzchniami śrubowymi (18), z których każda tworzy stopień (20) z przebiegającymi przeciwnie do kierunku obrotów, zgodnego ze strzałką (29), powierzchniami łukowymi (17).

2. Świder według zastrz. 1, znamienny tym, że łukowe powierzchnie (17) są, co najmniej w przybliżeniu, zakrzywione wokół osi biegnącej równolegle do pionowej osi symetrii (16), przy czym wypukła powierzchnia jest zwrócona w kierunku obrotów (29).

3. Świder według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że łukowe powierzchnie (17) rozpoczynają się promieniowo od wewnątrz i na dole przebiegiem w przybliżeniu promieniowym oraz mają promieniowo od zewnątrz i na górze styczną, która tworzy z promieniem w tym miejscu kąt, wynoszący od 5 do 70°, korzystnie 15 do 50°, korzystniej 20 do 40, zwłaszcza około 30°.

4. Świder według zastrz. 1, znamienny tym, że wysokość łukowej powierzchni (17) wzrasta stale, zwłaszcza liniowo, od wewnątrz na zewnątrz.

5. Świder według zastrz. 1, znamienny tym, że dolna krawędź (19) łukowych powierzchni (17) styka się promieniowo na zewnątrz, co najmniej w przybliżeniu, z dolną powierzchnią czołową (21) odpowiedniego pasa śrubowego (15).

6. Świder według zastrz. 1 albo 5, znamienny tym, że kąt wzniosu znajdujących się na cylindrycznej części(13) śrubowych pasów (15) względem poziomu wynosi 2 do30°, korzystnie 5 do 20°, zwłaszcza około 10°.

7. Świder według zastrz. 1, znamienny tym, że kąt wzniosu dolnej krawędzi (19) łukowych powierzchni (17) wynosi promieniowo od wewnątrz 0 do 15°, zwłaszcza 5 dol0°, zaś promieniowo na zewnątrz 10 do 40°, zwłaszcza 20 do 30°.

8. Świder według zastrz. 1, znamienny tym, że dolna krawędź (19) łukowych powierzchni (17) i/lub górna krawędź łukowych powierzchni (17), która zbiega się ze stopniem (20), mają stały przebieg.

9. Świder według zastrz. 1, znamienny tym, że zawierającą łukowe powierzchnie (17) zwężoną część (14) ma usytuowany centralnie u dołu nawiertak (22), zaopatrzony korzystnie w otwory wylotowe (23) dla cieczy, przez które mogą być kierowane ciecze, doprowadzane do kontaktu z ziemią.

10. Świder według eastrz. 1, znamiznny tym, że mysokość oowierzchni łukowyuh (17) w promieniowo zewnętrznym, górnym obszarze końcowym jest 2- do 6-, korzystnie 3- do 5-, zwłaszcza 4-krotnie większa niż w promieniowo wewnętrznym, dolnym obszarze końcowym.

186 701

11. Świder według zastrz. 1, znamienny tym, że następujące kolejno po sobie w kierunku obwodowym, łukowe powierzchnie (17) nie zachodzą na siebie w ogóle w kierunku obwodowym i rozciągają się korzystnie w obszarze, obejmującym kąt poniżej 120°, zwłaszcza 30-60°, względem osi symetrii (16).

12. Świder według zastrz. 1 albo 5, znamienny tym, że znajdujące się na cylindrycznej części (13) następujące kolejno po sobie w kierunku obwodowym, śrubowe pąsy (15) zachodzą na siebie co najmniej w przybliżeniu, korzystnie wyraźnie, w kierunku obwodowym.

13. Świder według zastrz. 12, znamienny tym, że śrubowe pasy (15) rozciągają się wokół cylindrycznej części (13) w obszarze, obejmującym kąt od 120 do 180°.

14. Świder według zastrz. 1, znamienny tym, że w przekroju osiowym wzdłuż okręgu (24) wokół osi symetrii (16) powierzchnie łukowe (17) i powierzchnię śrubowe (18) zwężonej części (14) mają przebieg okresowy, zwłaszcza zygzakowy, o okresie odpowiadającym liczbie łukowych powierzchni (17).

15. Świder według zastrz. 1, znamienny tym, że zawierająca powierzchnie łukowe (17) i powierzchnie śrubowe (18) końcówka (12) świdra jest pusta od wewnątrz i, zwłaszcza co się tyczy powierzchni łukowych (17) i powierzchni śrubowych (18), ukształtowana co najmniej w przybliżeniu odpowiednio do powierzchni zewnętrznej tak, że do zewnętrznej powierzchni łukowej (17) i powierzchni śrubowej (18) należy również, znajdująca się w niewielkim odstępie od niej, odpowiednia wewnętrzna powierzchnia łukowa (17') względnie powierzchnia śrubowa (18').

16. Świder według zastrz. 15, znamienny tym, że powierzchnie łukowe (17, 17') i powierzchnie śrubowe (18, 18' ) znajdują się na, zwłaszcza razem zespawanych, elementach (17 względnie 18) z blachy stalowej.

17. Świder według zastrz. 15 albo 16, znamienny tym, że promieniowo zewnętrzne obszary wewnętrznej powierzchni łukowej (17') stanowią ogranicznik dla zabieraków (25) na dolnym końcu rury (11).

18. Świder według zastrz. 17, znamienny tym, że na promieniowo zewnętrznych obszarach wewnętrznych powierzchni łukowych (17') są umieszczone, zwłaszcza przyspawane, bloki wzmacniające (26) dla zaczepienia o zabieraki (25).

19. Świder według zastrz. 1, znamienny tym, że zewnętrzne powierzchnie łukowe (17) stykają się swą biegnącą równolegle do osi symetrii (16), promieniowo zewnętrzną, gómą powierzchnią czołową z zewnętrzną powierzchnią cylindrycznej części (13) tak, że dolna krawędź cylindrycznej części (13) ma tam w kierunku obwodowym pionowy stopień (36), z którego dolna krawędź (38) cylindrycznej części (13) wznosi się, odpowiednio do znajdującego się tam pasa śrubowego (15), aż do kolejnego w kierunku obrotów, wskazanym strzałką (29), stopnia (20).