Sprengring oder Kreuzstift? Der ultimative Showdown für DTH-Bohrer (Down-the-Hole).
Die DTH-Bohrmeißel-Verbindungssysteme mit geteiltem Ring und Kreuzbolzen unterscheiden sich deutlich in Konstruktion, Eignung für bestimmte Einsatzbedingungen und Wartungseigenschaften. Diese Unterschiede bestimmen direkt, welches System für spezifische Bohrszenarien vorzuziehen ist. Nachfolgend finden Sie einen technischen Vergleich sowie eine Zusammenfassung ihrer wichtigsten Vor- und Nachteile basierend auf der Ingenieurpraxis:
Wesentliche technische Unterschiede (1) Prinzipien der Tragwerksplanung
Sprengring-Typ: Besteht aus zwei Teilen, bestehend aus zwei rotationssymmetrischen Halbringen. Die doppelte Fixierung wird durch gestufte Schnittstellen erreicht: Der Außendurchmesser des kleinen Endes passt exakt in die innere ringförmige Aussparung der vorderen Hammerverbindung, während die Fläche des großen Endes mit der Führungshülse in Eingriff kommt und so eine starre Verbindungsbasis bildet.
Kreuzstift- (Dübelstift-) Typ: Hierbei werden vorgebohrte Stiftlöcher in Bohrer und Hammer genutzt, in die ein Querstift zur mechanischen Fixierung eingesetzt wird. Einige Modelle verfügen zusätzlich über eine Sicherungsvorrichtung aus Stopfen, Feder und Gummistange; die starre Stiftverbindung verhindert ein Herausziehen.
(2) Installations- und Wartungsmerkmale
Sprengringtyp: Die Montage erfordert das sequentielle Einsetzen der Halbringe und das Einrasten der Verzahnung; die Demontage erfolgt in umgekehrter Reihenfolge. Optimierte Hammerkonstruktionen können die Montage/Demontage beschleunigen, das Verfahren ist jedoch weiterhin komplexer als beim Kreuzbolzentyp.
Kreuzbolzenverbindung: Sehr einfache Bedienung – einfach den Bolzen einsetzen oder herausziehen. Rostet der Bolzen jedoch, verformt er sich oder versagt die Haltevorrichtung, kann die Verbindung festfressen, was die Demontage erschwert und die Wartung deutlich aufwendiger macht.
(3) Vergleich der mechanischen Leistungsfähigkeit
Split-Ring-Typ: Die größere Kontaktfläche sorgt für eine gleichmäßigere Lastverteilung. Neue Stufenringkonstruktionen verkürzen die Gesamtlänge des Meißels und reduzieren die Masse, was die Hammerleistung verbessern und das Risiko von Spannungsspitzen verringern kann.
Kreuzbolzen-Typ: Nimmt hauptsächlich Scherkräfte auf; die Hammerenergie wird über den Bolzen direkt auf den Meißel übertragen. Dies führt zu einer deutlichen Spannungskonzentration am Bolzen, der anfällig für Verschleiß, Verformung oder sogar Bruch ist.
Eignung für Anwendungsszenarien Bei Hartgesteinsbohrungen weist der Kreuzbolzentyp drei Hauptvorteile auf:
Verbindungsstabilität: Die starre Stiftverbindung hält hohen Stößen und Drehmomenten stand und verhindert das Herausziehen des Bohrers. Die Sprengringverbindung birgt unter extremen Bedingungen ein höheres Risiko der Verbindungslockerung.
Energieübertragungseffizienz: Ein kürzerer Weg der Scherkraftübertragung bedeutet, dass die Aufprallenergie direkter auf den Meißel trifft; die Gesteinsbrecheffizienz kann etwa 15–20 % höher sein als beim Split-Ring-Typ.
Genauigkeitserhalt: Durch die enge Kontrolle der Toleranzen der Stiftlöcher kann die Abweichung der Lochvertikalität innerhalb von etwa 0,5° gehalten werden, was die Leistung des geteilten Ringtyps übertrifft, bei dem es aufgrund von Reaktionskräften zu Verschiebungsfehlern kommen kann.
Empfehlungen zur Auswahl von Frästeilen: Bei der Auswahl von Frästeilen sollten mehrere Faktoren berücksichtigt werden:
Geologische Gegebenheiten: Bei hartem Gestein ist die Verwendung von Querbolzen vorzuziehen; bei mittel- bis weichen Gesteinsformationen ist die Verwendung von Sprengringen akzeptabel.
Gerätekompatibilität: Ob die Hammerkonstruktion zu den Stufen des Sprengrings oder zur Ausrichtung der Stiftlöcher passt.
Kostenkontrolle: Kreuzbolzensysteme haben tendenziell höhere Wartungs- und Ersatzkosten, ihre Effizienzvorteile können jedoch die Projektdauer verkürzen.
Es wird empfohlen, vor Ort Testbohrungen durchzuführen, um Daten zu sammeln und die Auswahl dynamisch anhand der Bohrlochgenauigkeit, der Energieverbrauchskennzahlen und der Bauteillebensdauer zu optimieren.
