Der Gesteinsbohrer läuft einwandfrei, bis er belastet wird? Beginnen Sie mit dem Schaftadapter.

Ein Gesteinsbohrer, der sich im Leerlauf frei dreht, aber sofort stoppt, sobald man ihn an Fels ansetzt, ist einer der rätselhaftesten Ausfälle auf einer Bohrstelle. In der Luft klingt der Bohrer normal. Die Rotation scheint gleichmäßig. Man drückt den Auslöser an die Felswand, und innerhalb von Sekunden – nichts. Die Rotation kommt zum Erliegen. Der Schlag lässt nach. Der Bohrer stoppt.

Die meisten Bediener vermuten in solchen Fällen sofort das Hydrauliksystem. Und manchmal haben sie damit Recht. Doch die Kette zwischen Antriebsquelle und Gestein besteht aus fünf Gliedern, und eines davon – der Schaftadapter – versagt häufiger als alle anderen zusammen. Hier ist die Vorgehensweise, um das eigentliche Problem zu finden, ohne unnötige Bauteile auseinanderzunehmen.

Das Diagnoseprinzip: Dem Drehmoment folgen

Ein Bohrer, der im Leerlauf läuft, unter Last aber blockiert, hat genau ein grundlegendes Problem: Das Drehmoment, das den Bohrmeißel erreichen soll, kommt dort nicht an. Irgendwo zwischen Motor und Gestein wird der Drehmomentpfad unterbrochen, beeinträchtigt oder geht verloren.

Der intelligente Diagnoseansatz geht von außen nach innen vor – von den günstigen, leicht zu prüfenden Bauteilen am beweglichen Ende hin zu den teuren, schwer zugänglichen Bauteilen im Inneren der Bohrmaschine. Die Logik ist einfach: Wenn eine fünfminütige äußere Inspektion das Problem aufdeckt, erspart man sich eine zweistündige Demontage.

Schritt 1: Schaftadapter prüfen

Der Schaftadapter – auch Schaft, Schlagbolzen oder Amboss genannt – ist das Bauteil, das den Antriebsmechanismus der Bohrmaschine mit dem Bohrgestänge verbindet. Er nimmt das Drehmoment des Keilwellenantriebs der Bohrmaschine auf und überträgt es auf das Bohrgestänge, während er gleichzeitig den Kolbenschlag absorbiert und in Schlagenergie umwandelt.

Im Leerlauf kann ein beschädigter Schaftadapter scheinbar noch funktionieren. Der geringe Widerstand beim Drehen in der Luft erfordert nur ein geringes Drehmoment, sodass sich ein gerissener oder teilweise gebrochener Adapter frei dreht. Sobald der Bohrer jedoch auf Gestein trifft, steigt der Drehmomentbedarf sprunghaft an, und der beschädigte Teil des Adapters – typischerweise am Wasseranschluss – kann die Last nicht mehr übertragen.

Die Wasserbohrung ist die empfindlichste Stelle an jedem Schaftadapter. Es handelt sich um eine durch den Schaft gebohrte Öffnung, durch die Spülwasser oder Luft vom Bohrer in die Stange strömen kann. Diese Öffnung erzeugt eine Spannungskonzentration. Unter der kombinierten Belastung durch Torsion, Stoß und die korrosionsbeschleunigende Wirkung des durchströmenden Wassers ermüdet das Material um die Wasserbohrung schneller als an jeder anderen Stelle des Adapters.

Wenn es versagt, handelt es sich meist um einen Teilbruch – einen Riss, der sich teilweise durch den Querschnitt ausbreitet. Im unbelasteten Zustand ist noch genügend Material vorhanden, um die Stange in Rotation zu versetzen. Unter Last öffnet sich der Riss, der verbleibende Querschnitt kann das Drehmoment nicht mehr aufnehmen, und die Rotation kommt zum Erliegen.

Ziehen Sie den Schaftadapter heraus und prüfen Sie ihn bei guter Beleuchtung. Achten Sie auf einen Riss am Wasseranschluss – es kann sich um einen Haarriss handeln, der im kalten und unbelasteten Zustand des Adapters kaum sichtbar ist. Reinigen Sie den Bereich mit einer Drahtbürste und prüfen Sie ihn erneut. Jeder noch so kleine Riss bedeutet, dass der Adapter defekt ist. Ersetzen Sie ihn, bevor er vollständig ausfällt – ein Schaftadapter, der mitten im Bohrloch bricht, lässt Bohrgestänge und Bohrmeißel am Bohrlochgrund zurück, ohne dass sie gedreht oder geborgen werden können.

Zweiter Schritt: Überprüfen Sie den Keilwellenantrieb.

Wenn der Schaftadapter intakt ist, ist das nächste Glied in der Kette die Keilwellenverbindung zwischen dem Adapter und dem Antriebsmechanismus der Bohrmaschine – in der Regel eine Keilwellenbuchse oder -kupplung, die mit den äußeren Keilwellen des Adapters zusammenpasst.

Keilwellen übertragen das Drehmoment über die Kontaktflächen der ineinandergreifenden Zähne. Mit der Zeit verschleißen diese Flächen. Das Verschleißmuster ist vorhersehbar: Die Antriebsseite jedes Keilwellenzahns wird poliert, dann gerillt und schließlich abgerundet. Mit zunehmendem Spiel zwischen den Keilwellen-Innen- und Außenverzahnungen kann sich der Adapter in der Buchse leicht drehen, bevor die Zähne ineinandergreifen. Dieses Winkelspiel führt zu einer ungleichmäßigen Drehmomentübertragung – die Übertragung erfolgt in Form einer Reihe von Stößen, da die Keilwellen-Innenflächen bei jeder Umdrehung aufeinanderprallen.

Unter Last rutscht eine stark abgenutzte Verzahnung vollständig durch – die Zähne gleiten übereinander, anstatt ineinanderzugreifen, und die Rotation kommt zum Stillstand. Im unbelasteten Zustand kann die minimale Reibung die Rotation noch aufrechterhalten und das Problem so lange verschleiern, bis der Bohrer auf Gestein trifft.

Ziehen Sie die Antriebsbuchse heraus und prüfen Sie die Verzahnung. Sind die Zahnflächen blank poliert und die Kanten abgerundet statt scharf, ist die Verzahnung verschlissen. Prüfen Sie gleichzeitig die Verzahnung des Adapters – ist eine verschlissen, ist die andere es in der Regel auch, da sie sich gemeinsam abnutzen. Ersetzen Sie beide Verzahnungen zusammen, nicht einzeln.

Schritt drei: Hydraulikdruck unter Last prüfen

Sind alle mechanischen Komponenten vom Schaftadapter bis zum Keilwellenantrieb intakt, liegt das Problem im Hydrauliksystem. Aber raten Sie nicht – messen Sie nach.

Ein hydraulischer Gesteinsbohrer sollte beim Eindringen des Bohrers in Gestein einen bestimmten Druckanstieg aufweisen. Das Manometer des Drehkreislaufs sollte vom Leerlaufwert – typischerweise einige hundert PSI – auf den Nennbetriebsdruck ansteigen, sobald der Bohrer mit dem Schneiden beginnt. Steigt der Druck beim Eindringen des Bohrers nicht an, erreicht das Hydrauliköl den Motor nicht mit dem erforderlichen Druck. Steigt der Druck sprunghaft an und öffnet das Überdruckventil, liegt eine mechanische Blockade im nachgelagerten System vor.

Die häufigsten hydraulischen Ursachen, in der Reihenfolge ihrer Wahrscheinlichkeit: niedriger Ölstand oder verunreinigtes Öl (prüfen Sie das Schauglas und den Ölzustand – trübes oder milchiges Öl enthält Wasser, dunkles oder verbrannt riechendes Öl ist überhitzt), ein festsitzendes Überdruckventil (klopfen Sie vorsichtig mit einem Schonhammer darauf, um eine festsitzende Spule zu lösen) oder eine defekte Pumpe (achten Sie auf Kavitationsgeräusche – ein rasselndes oder brummendes Geräusch der Pumpe, dessen Tonhöhe sich unter Last ändert).

Schritt vier: Die Antriebswelle und der Motor

Wenn alle vorgelagerten Komponenten – Schaftadapter, Verzahnung, Hydraulikdruck – in Ordnung sind, liegt das Problem an der Antriebswelle oder am Hydraulikmotor selbst. Diese internen Bauteile müssen teilweise demontiert werden, um sie zu überprüfen. Deshalb werden sie zuletzt geprüft.

Eine Antriebswelle mit verschlissenem Lagerzapfen läuft im Leerlauf rund, verformt sich aber unter Last, klemmt im Gehäuse und blockiert die Rotation. Eine Antriebswelle mit beschädigter Keilnut oder Verzahnung überträgt die Rotation nur unregelmäßig. Ein Hydraulikmotor mit verschlissenen Schaufeln oder Kolben dreht sich zwar widerstandslos, kann aber unter Last kein Drehmoment aufbauen.

Sobald Sie den Schaftadapter, den Keilwellenantrieb und die Hydraulikversorgung ausgeschlossen haben, können Sie 80 % der möglichen Ursachen ausschließen. Sollte das Problem an der Antriebswelle oder dem Motor liegen, sind die Symptome bis zu diesem Zeitpunkt eindeutig genug, um die Demontage zu rechtfertigen.

Der Fünf-Minuten-Check, der das meiste davon abdeckt

Vor jeder Schicht den Schaftadapter abziehen und den Wasseranschluss prüfen. Mit dem Finger über die Verzahnungsflächen fahren – polierte Flächen deuten auf Verschleiß hin, scharfe Kanten sind in Ordnung. Den Hydraulikölstand prüfen. Drei Prüfungen, und Sie haben die drei häufigsten Ursachen für einen Bohrstillstand unter Last abgedeckt. Am wichtigsten ist: Wenn Sie bei der Inspektion einen gerissenen Adapter oder verschlissene Verzahnungen entdecken, können Sie diese planmäßig beheben – und nicht mitten im Bohrloch, während die Mannschaft herumsteht und der Bohrer in der Tiefe feststeckt.