Warum konische Knopfbohrer eine vorvergrößerte Konstruktion verwenden
Warum konische Knopfbohrer eine vorvergrößerte Konstruktion verwenden
Kegelstumpffräser, auch als Kegelstumpffräser mit Kugelschaft bekannt, folgen einem weit verbreiteten Konstruktionsprinzip mit Vorvergrößerung. Ihr tatsächlicher Außendurchmesser bei Lieferung ist üblicherweise 0,5 bis 1,0 mm größer als der Nenndurchmesser. Dies ist eine beabsichtigte Konstruktionstoleranz und kein Bearbeitungsfehler.
Beispielsweise kann ein konischer Knopfbohrer mit einem Nenndurchmesser von 36,0 mm einen tatsächlichen neuen Durchmesser von mindestens 36,5 mm aufweisen, wobei einige Produkte sogar fast 37,0 mm erreichen.
Der Zweck der Vorvergrößerung
Konische Knopfbohrer unterliegen in der Anfangsphase des Bohrvorgangs einem relativ schnellen Verschleiß. Die Hartmetallknöpfe und der Stahlmantel können sich bereits auf den ersten Metern des Bohrvorgangs rasch abnutzen, wodurch sich der Außendurchmesser verringert.
Würde der Bohrer exakt mit dem Nenndurchmesser gefertigt, könnte frühzeitiger Verschleiß dazu führen, dass der Bohrlochdurchmesser unter die Sollvorgabe fällt. Durch ein zusätzliches Maß von 0,5 bis 1,0 mm wird dieser frühzeitige Verschleiß kompensiert und ein Bohrlochdurchmesser nahe am Sollwert über die gesamte Lebensdauer des Bohrers gewährleistet.
Dieser Ansatz hilft, das häufig auftretende Problem zu vermeiden, dass sich das Bohrloch mit fortschreitender Bohrung allmählich verkleinert.
Der Nenndurchmesser ist nicht der endgültige Bohrungsdurchmesser.
Selbst wenn ein Bohrer mit vorvergrößertem Durchmesser gefertigt wird, wird der endgültige Bohrlochdurchmesser von verschiedenen äußeren Faktoren beeinflusst. Die Nenngröße des Bohrers und der tatsächliche Bohrlochdurchmesser sollten daher nicht als exakt identisch betrachtet werden.
Sowohl die Produktgestaltung als auch die Ausführung vor Ort sollten einen angemessenen Maßspielraum ermöglichen.
Hauptfaktoren, die die Lochgröße beeinflussen
Gesteinshärte und -abrieb haben einen direkten Einfluss auf den Bohrmeißelverschleiß. Harte, stark abrasive Gesteinsformationen können den Verschleiß beschleunigen und zu einem kleineren Bohrlochdurchmesser führen.
Die Bohrparameter beeinflussen das Ergebnis ebenfalls. Höherer Aufpralldruck des Gesteinsbohrers und höhere Drehzahlen können, abhängig von der Ausrüstung und den Gesteinsverhältnissen, einen größeren Bohrlochdurchmesser ergeben.
Die geologische Struktur ist ein weiterer wichtiger Faktor. Zerklüftetes Gestein und ausgeprägte Klüfte können zum Einsturz der Bohrlochwand und damit zu einem unregelmäßigen Bohrlochdurchmesser führen. In solchen Fällen wird die endgültige Abweichung nicht nur durch den Verschleiß des Bohrers, sondern auch durch die Stabilität des umgebenden Gesteins beeinflusst.
Praktische Überlegungen zu Planung und Konstruktion
Die Voraufweitung gleicht die anfängliche Bohrmeißelgröße mit der Leistung über die gesamte Lebensdauer aus. Sie bietet einen sinnvollen Spielraum für anfänglichen Verschleiß, kann aber die richtige Wahl der Bohrparameter oder die Beurteilung der geologischen Bedingungen nicht ersetzen.
Bei der Planung von Bohrarbeiten sollten Anwender den Nenndurchmesser des Bohrers, den Voraufweitungsbereich, den zu erwartenden Verschleiß, die Gesteinshärte und -abrasivität, den Aufpralldruck, die Drehzahl und die Bohrlochwandstabilität berücksichtigen. Diese Faktoren sollten kombiniert werden, um einen angemessenen Toleranzbereich für den tatsächlichen Bohrlochdurchmesser festzulegen.
