Wie viel Gewicht sollte man auf einen DTH-Hammer aufbringen? Die Antwort ändert sich mit jedem Meter, den man bohrt.
Fragt man drei Bohrmeister nach dem optimalen Vorschubdruck für einen DTH-Hammer, erhält man drei Antworten – und alle drei könnten in unterschiedlichen Tiefen falsch sein. Der Vorschubdruck bei einem DTH-Bohrgerät ist keine statische Größe. Er ist vielmehr eine dynamische Größe, die sich mit dem Meißeldurchmesser, der Gesteinshärte und – ganz entscheidend – der bereits im Bohrloch befindlichen Menge an Bohrgestänge ändert.
Hier erfahren Sie, wie Sie die richtige Zahl ermitteln und warum ein Fehler in beide Richtungen Bits und Hämmer zerstört.
Die Aufgabe des Vorschubdrucks: Einfach festhalten.
Ein DTH-Hammer übernimmt die Brecharbeit mit dem Kolben, nicht mit dem Vorschubsystem. Der Vorschubdruck hat eine einzige Aufgabe: den Bohrmeißel in festem Kontakt mit dem Bohrlochgrund zu halten, damit die Energie des Kolbens in das Gestein eindringt, anstatt durch den Hammer zurückzuschwingen.
Das bedeutet, die Vorschubkraft muss genau so bemessen sein, dass sie dem Rückprall des Kolbens – der Tendenz des Hammers, nach jedem Schlag vom Boden abzuprallen – entgegenwirkt. Ist die Vorschubkraft zu gering, prallt der Hammer ab. Ist sie zu hoch, kämpft man gegen das Gestein und belastet Bauteile, die nicht belastet werden sollen. Der optimale Bereich ist schmal und verändert sich ständig.
Faustregel: 500 Pfund pro Zoll
Für das Anbohren eines Bohrlochs – das sogenannte Kragenbohren – gilt in der Branche folgender Standard: 500 Pfund Vorschubkraft pro Zoll Bohrerdurchmesser, also 9 Kilogramm pro Millimeter.
Ein 6,5-Zoll-Bohrer: 500 × 6,5 = 3.250 Pfund. Ein 165-mm-Bohrer: 9 × 165 = 1.485 Kilogramm. Das ist Ihr anfänglicher Vorschubdruck.
Aber hier ist der Punkt, den die meisten Leute übersehen: das ist einAusgangspunktEs handelt sich nicht um eine Einstellung. Es ist die richtige Zahl für den ersten Meter des Bohrlochs. Mit zunehmender Tiefe des Bohrlochs ändert sich die Zahl.
Die Korrektur, die niemand vornimmt: Gewicht des Bohrstrangs
Das Manometer an der Bohranlage zeigt die Vorschubkraft der Maschine an. Die tatsächliche Kraft auf den Bohrmeißel am Bohrlochgrund ist jedoch anders – denn das Bohrgestänge selbst hat ein Gewicht, und dieses Gewicht drückt über den Hammer auf den Bohrmeißel.
An der Oberfläche entspricht der Manometerdruck der Bohrkraft, da das Bohrgestänge noch nicht hängt. In 50 Metern Tiefe wiegt das Bohrgestänge – bestehend aus Stangen und Hammer – etwa eine Tonne. In 200 Metern Tiefe sind es mehrere Tonnen. Dieses Gewicht ist die Schwerkraft, die die Arbeit des Vorschubsystems übernimmt. Wenn Sie die Vorschubeinstellung auf dem Anpresswert belassen, …tatsächlichDie Bitkraft entspricht nun dem Kragenwert.PlusDas Gewicht der Saite. Du gibst genau um das Gewicht der Saite zu viel Schnur.
Die Korrektur ist einfach: Reduzieren Sie den Vorschubdruck mit zunehmender Bohrtiefe, indem Sie das Gewicht des Bohrgestänges vom Anpressdruck abziehen. Halten Sie denBitkraftKonstanter Druck, nicht der Manometerwert. In der Praxis bedeutet dies, dass der Manometerdruck sinken sollte, wenn sich das Loch vertieft.
Warum Übergewicht ein Problem ist
Die Versuchung ist groß, durch zusätzliches Gewicht die Eindringgeschwindigkeit zu erhöhen. Bei einem DTH-Hammer funktioniert das nicht. Der Kolben übernimmt den Brechvorgang, und seine Energie ist durch die Hammerkonstruktion vorgegeben. Eine höhere Vorschubkraft führt nicht zu einem härteren Aufprall des Kolbens. Sie bewirkt lediglich Folgendes:
Verkürzt die Lebensdauer der Bits.Zu hoher Vorschub presst die Meißeleinsätze während der Rotationsphase stärker in das Gestein und beschleunigt so den Verschleiß der Messreihen. Die Einsätze arbeiten bereits maximal ausgelastet; zusätzlicher Vorschub führt lediglich zu stärkerem Abrieb am abrasiven Gestein.
Lädt die Keilwellen und das Spannfutter ein.Der Bohrhammer überträgt das Drehmoment über die Verzahnung. Zusätzliche Vorschubkraft erhöht die Reibung zwischen Bohrhammer und Gestein, was den Drehmomentbedarf steigert und die Verzahnung stärker belastet. Verschleiß der Verzahnung ist eine der häufigsten Ursachen für vorzeitigen Ausfall des Bohrhammers.
Biegt die Saite.In hartem, unebenem Gestein führt eine zu hohe Vorschubkraft zu einer Biegung des Bohrgestänges. Ein unter Stoßbelastung gebogenes Bohrgestänge ist anfällig für Biegeermüdung. Sowohl die Bohrstangen als auch der Hammerkörper werden dadurch beschädigt.
Warum zu wenig Gewicht schlimmer ist
Wenn zu viel Vorschub die Werkzeugstandzeit langsam verkürzt, führt zu wenig Vorschub zu plötzlichen, gravierenden Ausfällen. Ein untervorgeschobener Hammer prallt ab. Wenn der Meißel zwischen den Schlägen den Boden verlässt:
Das Loch wandert.Ein springender Bohrer kann nicht geradeaus bohren. Das Bohrloch weicht ab. In tiefen Bohrlöchern führen wenige Grad Abweichung am oberen Ende zu einem seitlichen Versatz von mehreren Metern am unteren Ende.
Der Kolben zündet nicht.Sobald der Bohrer den Grund erreicht hat, kann die Energie des Kolbens nicht mehr entweichen. Sie pulsiert im Hammerkörper statt im Gestein. Leerschüsse sind der schnellste Weg, die internen Bauteile eines Bohrhammers zu zerstören.
Die Keilwellen erhitzen sich.Ein im Bohrfutter hüpfender Bohrer erzeugt Vibrationen. Die Reibung zwischen Bohrerschaft und Verzahnungsflächen führt zu extremen lokalen Temperaturen. Hitzeschäden an der Verzahnung sind irreversibel – sind die Oberflächen erst einmal durch Hitzeeinwirkung beschädigt, versagen sie, unabhängig von den nachfolgenden Maßnahmen.
Die Einsätze lassen sich herausnehmen.Die Vibrationen und das Rattern des Bohrhammers drücken die Einsätze in ihren Aufnahmen heraus. Untermäßige Vorschubgeschwindigkeit beim Bohren ist eine Hauptursache für den Verlust von Einsätzen – die Einsätze brechen nicht, sondern fallen einfach heraus, weil der Bohrer nicht gleichmäßig genug lief, um sie sicher zu halten.
Die praktische Routine
Hier ist die Vorgehensweise:
Beginnen wir mit der Faustregel.500 Pfund pro Zoll bzw. 9 kg pro Millimeter beim Anbringen der Manschette.
Achten Sie auf das Verhalten, nicht auf die Anzeige.Der richtige Vorschubdruck ist erreicht, wenn der Hammer ruhig läuft, ohne zu ruckeln oder zu rattern. Hören Sie harte, metallische Schläge, erhöhen Sie den Vorschub leicht. Wenn der Rotationsmotor schwerfällig läuft oder der Hammer nicht mehr eindringt, reduzieren Sie den Vorschub.
Tiefenanpassung erforderlich.Beim Wachsen der Saite muss deren Gewicht abgezogen werden. Die Kraft des Bohrers muss konstant gehalten werden, nicht der Messwert.
Für Gestein anpassen.Weicheres Gestein benötigt weniger Vorschub – der Meißel dringt leicht ein, und zu viel Vorschub verstopft den Ringraum. Härteres Gestein benötigt mehr Vorschub – jedoch nur bis zu dem Punkt, an dem die Einsätze nicht mehr federn und zu zerkleinern beginnen.
Erzwinge es niemals.Wenn der Vorschub stagniert, ist mehr Vorschub fast nie die Lösung. Überprüfen Sie den Zustand des Bohrers, den Luftdruck und den Hammer. Der Vorschubdruck ist ein Kontaktparameter, kein Vorschubparameter.
Der Bohrmeister, der den Vorschubdruck versteht, ist nicht derjenige, der einen Wert einstellt und sich dann anderen Dingen zuwendet. Er ist derjenige, der den Hammer beobachtet, auf das Geräusch achtet und alle paar Meter kleine Korrekturen vornimmt. Das Manometer dient als Referenz. Der Hammer ist die maßgebliche Instanz.
