Verschlissene Schaftführungsbuchse: Wie ein loses Bauteil alles nachgelagerte beschädigt.
Die Schaftführungsbuchse ist eines jener Bauteile, die man erst bemerkt, wenn sie bereits eine Kettenreaktion von Ausfällen ausgelöst hat. Es handelt sich um einen einfachen Stahlring, der in den vorderen Kopf eines Gesteinsbohrers eingepresst ist und eine präzise dimensionierte Bohrung aufweist, die den Schaftadapter stützt und zentriert. Seine einzige Aufgabe besteht darin, den Adapter in einem geraden Lauf zu halten – ausgerichtet auf die Kolbenbohrung, rechtwinklig zur Aufprallfläche und stabil unter Last.
Wenn sie verschleißt, geht alles, was danach kommt, kaputt – nicht allmählich, sondern kaskadenartig. Hier ist die Schadenskette und warum eine Buchse, die nur wenig kostet, Werkzeuge im Wert von Tausenden schützen kann.
Die Aufgabe der Buchse: Ein Lager, das stark beansprucht wird.
Man kann sich die Schaftführungsbuchse wie ein Linearlager vorstellen, das 50 Mal pro Sekunde betätigt wird. Der Schaftadapter bewegt sich bei jedem Kolbenhub darin hin und her – vorwärts beim Arbeitstakt, rückwärts beim Rückhub – und nur die Buchsenbohrung sorgt für eine gerade Bewegung. Das Spiel zwischen Buchsenbohrung und Adapterschaft ist gering – typischerweise wenige Hundertstel Millimeter – gerade ausreichend für einen Ölfilm, aber nicht so groß, dass der Adapter kippen könnte.
Unter normalen Bedingungen läuft der Adapter rund. Der Kolben trifft mittig auf die Aufprallfläche des Adapters. Die Aufprallenergie breitet sich geradlinig durch den Adapter, in das Bohrgestänge, in den Bohrmeißel und schließlich in das Gestein aus. Alle Kräfte wirken axial. Alle Komponenten werden so belastet, wie sie es konstruktionsbedingt sind.
Wenn die Buchse verschleißt und das Spiel über die zulässige Betriebsgrenze hinaus zunimmt, geht die gleichmäßige axiale Belastung verloren. Der Adapter kann sich nun neigen – um Bruchteile eines Grades, aber Bruchteile genügen.
Die Spline-Hülse fängt den ersten Schlag ab
Als erstes Bauteil wird die Dreifachverzahnungshülse beschädigt – die innenverzahnte Kupplung, die die Drehbewegung vom Bohrmaschinenantrieb auf die Außenverzahnung des Schaftadapters überträgt. Die Verzahnungshülse ist ausschließlich für Drehmomente ausgelegt. Sie ist nicht für Seitenkräfte, Biegungen oder seitliche Belastungen durch den Adapter bei jedem Schlag ausgelegt.
Wenn sich der Adapter aufgrund eines zu großen Spiels in der Führungsbuchse neigt, wird der Keilwellenabschnitt des Adapters aus der Achse herausgebogen. Die Keilwellenverzahnung, die eigentlich gleichmäßig über ihre gesamte Stirnfläche ineinandergreifen sollte, wird nun nur noch an einer Kante belastet. Der Kontaktdruck ändert sich von verteilt zu konzentriert. Die Keilwellenflächen verschleißen ungleichmäßig – eine Kante ist blank poliert, die gegenüberliegende bleibt unberührt. Die Innenverzahnung der Keilwellenhülse weist das gleiche, spiegelverkehrte Verschleißmuster auf.
Sobald die Verzahnungsflächen ungleichmäßig verschleißen, vergrößert sich das Spiel in der Verzahnungsverbindung – zusätzlich zum Spiel in der Führungsbuchse. Der Adapter kann sich nun noch stärker neigen. Der Verschleiß der Verzahnung beschleunigt sich. Es entsteht ein Teufelskreis, der schließlich zum Abrieb der Verzahnung oder zum Bruch der Verzahnungshülse führt.
Dann der Kolben
Ein geneigter Schaftadapter bewirkt, dass der Kolben nicht auf eine ebene, rechtwinklige Aufprallfläche trifft, sondern auf eine schräge. Die Aufprallenergie des Kolbens wird außermittig übertragen, wodurch eine Seitenkraft entsteht, die den Adapter weiter aus der Achse drückt. Die Führungsflächen des Kolbens werden asymmetrisch belastet und verschleißen ungleichmäßig. Die Aufprallfläche des Adapters weist ein Verschleißmuster auf, das auf einer Seite tiefer ist als auf der anderen – ein eindeutiges Anzeichen für einen außermittigen Aufprall, das mit bloßem Auge erkennbar ist, sobald man weiß, worauf man achten muss.
Dann die Robben
Die vorderen Zylinderkopfdichtungen, die Öl im Zylinderkopf halten und Verunreinigungen fernhalten, sind darauf angewiesen, dass der Adapter konzentrisch zu den Dichtungsbohrungen läuft. Neigt sich der Adapter, wird die Dichtlippe bei jedem Hub seitlich verschoben. Eine Seite der Dichtung wird übermäßig belastet und verschleißt schnell. Die andere Seite verliert den Kontakt und lässt Öl austreten. Wasser und Staub dringen ein. Die internen Bauteile, die auf saubere Schmierung angewiesen sind, beginnen durch die Verunreinigungen zu verschleißen.
Die Diagnose und die Lösung
Das Symptombild ist einheitlich: Die Keilwellenhülse weist ungleichmäßigen Verschleiß an den Zahnflächen auf. Die Aufprallfläche des Schaftadapters ist einseitig stärker abgenutzt. Die vorderen Kopfdichtungen versagen vorzeitig. Und die Führungsbuchse selbst zeigt bei der Messung ein Spiel, das die vom Hersteller vorgegebene Betriebsgrenze überschreitet.
Die Lösung ist immer dieselbe: Die Führungsbuchse muss ausgetauscht werden. Prüfen Sie dabei auch den Schaftadapter. Weisen die Dichtfläche oder die Verzahnung Beschädigungen durch den außermittigen Lauf auf, muss der Adapter ebenfalls ausgetauscht werden. Prüfen Sie die Verzahnungshülse. Sind die Zähne ungleichmäßig abgenutzt, muss sie ersetzt werden. Prüfen Sie die Kolbenaufprallfläche auf außermittigen Verschleiß.
Die Buchse ist die eigentliche Ursache, doch der Schaden breitet sich aus. Wird erst nach Beginn der Schadenskette die Buchse ausgetauscht, wird lediglich eine neue Buchse in ein System eingebaut, dessen andere Komponenten bereits beschädigt sind. Die neue Buchse verschleißt schneller, da sie einen Adapter mit bereits beschädigten Verzahnungen und einer bereits abgewinkelten Aufprallfläche führt.
Die Lektion ist einfach und teuer zu ignorieren: Wenn die Schaftführungsbuchse verschlissen ist, muss sie sofort ausgetauscht werden. Warten Sie nicht, bis die Keilwellenhülse quietscht, die Dichtungen undicht sind und der Kolben die Zylinderlaufbahn beschädigt. Der Austausch der Buchse dauert nur wenige Minuten und kostet wenig. Die dadurch verhinderten Folgeschäden sind um ein Vielfaches teurer.
