Wiertło koronowe do wykonywania odwiertów w betonie

Przedmiotem wynalazku jest wiertło koronowe przydatne do wykonywania odwiertów w elementach wielowarstwowych z betonu szczególnie podczas kontroli przyczepności na odrywanie fb warstwy wierzchniej do spodniej seminieniszczącą metodą pull-off.
Tradycyjne wiertło składa się zasadniczo z korpusu z uchwytem zakończonego ostrzami wykonanymi z węglika spiekanego, które zapewnia długą żywotność wiertła. Tradycyjne wiertło charakteryzuje się średnicą wewnętrzną A równą 50 mm oraz średnicą zewnętrzną B równą 55 mm. Wiertło jest zakończone czterema ostrzami wykonanymi z węglika spiekanego o grubości E=2 mm, szerokości F=21 mm i długości G=11 mm. Długość robocza H wynosi zazwyczaj 45 mm (może być dłuższa) wobec tego wiertło koronowe pozwala wykonywać odwierty w warstwach wierzchnich posadzek o grubości do 45mm lub więcej. Podczas wiercenia odwiertów konieczne jest nawiercenie się w warstwę spodnią. W warstwach wierzchnich wykonanych z betonu podczas wykonywania odwiertów za pomocą tradycyjnego wiertła używanego w metodzie pull-off powstaje znaczna siła tarcia na pobocznicy wiertła. W przypadku niskiej wartości przyczepności na odrywanie fb na styku warstwy wierzchniej i warstwy konstrukcyjnej okazuje się, że siła tarcia może przewyższyć wartość tej przyczepności. W efekcie następuje ścięcie styku na granicy warstw. Dodatkowo podczas wiercenia w warstwie wierzchniej powstają zwierciny, które klinują wiertło w wykonanym otworze. Powstający pył należy wprawdzie usuwać na bieżąco, ponieważ dodatkowo zwiększa on siłę tarcia na pobocznicy korpusu. Problem jest szczególnie uciążliwy w przypadku wykonywania odwiertów w warstwach wierzchnich o grubości przekraczającej 30 mm.
Istota wynalazku polega na tym, że średnica wewnętrzna i zewnętrzna wiertła nie są stałe. Zarówno wewnętrzna część wiertła jak i zewnętrzna nie przyjmują kształtu okręgu ale elipsy. Oś wielką (transwersalną) elipsy oznaczono na rysunku literą „a” natomiast oś małą (sprzężoną) oznaczono literą „b”. W elipsie tej średnica sprzężona wewnętrzna wynosi A=50 mm natomiast średnica transwersalna wewnętrzna wynosi B=52 mm. Średnica sprzężona zewnętrzna wynosi C=55 mm natomiast średnica transwersalna zewnętrzna D=57 mm. Parametry ostrzy wykonanych z węglika spiekanego pozostają bez zmian tzn. wynoszą odpowiednio: grubość E=2 mm, szerokość F=21 mm i długość G=11 mm. Długość robocza H także pozostaje bez zmian tzn. wynosi 45 mm lub może być dłuższa.
Wiertło według wynalazku składa się z części wiercącej o średnicy sprzężonej wewnętrznej równej A=50 mm oraz średnicy transwersalnej wewnętrznej B=52 mm. Średnica sprzężona zewnętrzna wynosi C=55 mm natomiast średnica transwersalna zewnętrzna wynosi D=57 mm. Parametry ostrzy stalowych pozostają bez zmian tzn. wynoszą odpowiednio: grubość E=2 mm, szerokość F=21 mm i długość G=11 mm. Długość robocza H także pozostaje bez zmian tzn. wynosi 45 mm lub może być dłuższa

Wiertło może mieć zastosowanie w praktyce budowlanej do wykonywania odwiertów w warstwach betonowych. Konstrukcja wiertła została już wykorzystana do tego celu w skali prototypowej. Tak skonstruowane wiertło pozwala na wykonanie większej ilości odwiertów. Biorąc pod uwagę, że koszt wykonania wiertła jest porównywalny z kosztem wykonania wiertła tradycyjnego, można mówić w tym wypadku o wpływie zastosowania nowego wiertła na obniżenie kosztów wykonania badań.

Wiertło, beton, przyczepność na odrywanie, metoda pull-off

Zasadniczą korzyścią techniczną zastosowania wiertła jest wydłużenie jego żywotności poprzez minimalizację siły tarcia powstającej na pobocznicy wiertła zarówno od strony wewnętrznej jak i zewnętrznej. Dodatkowo nie ma konieczności usuwania zwiercin powstających w wykonywanym odwiercie ponieważ szerokość odwiertu powstająca podczas wiercenia jest większa. W efekcie końcowym powstaje odwiert o takiej samej średnicy wewnętrznej jak w przypadku wiertła tradycyjnego tzn. A=50 mm. W tym przypadku przyczepność na odrywanie fb, która jest zależna od średnicy przyklejanego krążka a tym samym średnicy wewnętrznej powstającego otworu, mierzona w tak przygotowany sposób wynosi tyle samo, co w przypadku tradycyjnego wiertła.
Rozwiązanie ma szansę być powszechnie wykorzystywane w budownictwie do wykonywania odwiertów o głębokościach do 80 mm. Zasadniczą korzyścią jest również pozytywny wpływ wynalazku na oszczędność energii poprzez szybsze wykonywanie pojedynczego otworu a tym samym krótszy czas użycia wiertarki lub wiertnicy akumulatorowej.
Gdyby wynalazek został powszechnie zastosowany w budownictwie w efekcie miałby pozytywny wpływ na ekosystem. Świadczy o tym brak konieczności usuwania zwiercin powstających w wykonywanym odwiercie wpływa na brak konieczności stosowania urządzenia do ich usuwania, które musi być stosowane przy użyciu tradycyjnego wiertła koronowego. Ma to wpływ na obniżenie ilości energii elektrycznej potrzebnej w trakcie wykonywania badań w laboratorium oraz na zmniejszenie ilości urządzeń akumulatorowych oraz częstotliwości ich ładowania podczas badań na obiektach budowlanych.
Nowa konstrukcja wiertła jest tym samym użytecznym rozwiązaniem dla społeczeństwa. Zmniejszenie ilości urządzeń tylko do jednego wiertła i wiertarki akumulatorowej powoduje, że wykonywanie badań, w szczególności na obiektach budowlanych jest mniej uciążliwe. W przypadku ich wykonywania tradycyjnym wiertłem konieczne jest użycie większej ilości urządzeń takich jak odkurzacz do usuwania zwiercin, zapasowe wiertła itp.

- Twórca jest zainteresowany nawiązaniem współpracy w celu dalszych badań nad wynalazkiem
- Twórca jest zainteresowany wdrożeniem wynalazku
- Twórca wyraża zgodę na udział w Spotkaniu Brokerskim
- Twórca jest zainteresowany zbyciem praw majątkowych do wynalazku