So wählen Sie die Bohrtonnage für einen Bagger aus? Richtige Abstimmung

Die Annahme, dass ein größerer Bohrer an einem größeren Bagger stets mehr Produktivität bedeutet, ist in einer ganz bestimmten und kostspieligen Weise falsch. Ein überdimensionierter Bohr-Aufsatz benötigt einen höheren Hydraulikdurchsatz, als der Hilfskreislauf des Trägerfahrzeugs für gewöhnlich bereitstellen kann; dies zwingt den Baggermotor, während jedes Bohrzyklus mit höherer Last zu laufen. Der Kraftstoffverbrauch steigt. Das Hydrauliköl wird heißer. Die Hilfspumpe des Trägerfahrzeugs arbeitet außerhalb ihres spezifizierten Wirkungsgradbereichs und verkürzt dadurch ihre Lebensdauer. Und der Aufsatz selbst – der bei dem minimalen Betriebsdruck des Bohrhammers unzureichenden Durchsatz erhält – liefert nicht die Schlagenergie, die seine Spezifikation verspricht.

Die Gewichtsverhältnisregel von 10–15 % ist der Ausgangspunkt für die Zuordnung von Bohrgeräten zu Baggern: Die kombinierte Masse aus Bohrgerät und Vorschubsystem sollte zwischen 10 % und 15 % des Betriebsgewichts des Trägerfahrzeugs betragen. Ein 20-Tonnen-Bagger sollte daher mit einem Bohrgerät im Gewichtsbereich von 2.000–3.000 kg kombiniert werden. Neben dem Gewicht bestimmen die Kompatibilität der hydraulischen Förderleistung und die Toleranz gegenüber Gegendruck, ob die Kombination tatsächlich im Einsatz funktioniert.

Warum das Gewichtsverhältnis die Grundlage – und nicht die gesamte Antwort – ist

Die 10–15-%-Regel betrifft die strukturelle Kompatibilität: Die Auslegerzylinder, die Baggerschaufel-Drehzapfen und das Fahrwerk-Gegengewicht sind sämtlich für Lasten innerhalb dieses Verhältnisses dimensioniert. Ein Anbaugerät, das deutlich schwerer als 15 % des Fahrwerksgewichts ist, verursacht beim Verschieben eine vornlastige Instabilität, überlastet die Ausleger-Drehbuchsen bei der Positionierung und erzeugt während des Schlagbetriebs eine übermäßige Vibrationsübertragung in den Fahrwerkrahmen. Langfristig äußert sich dies in gerissenen Schweißnähten am Baggerarm-Anschlusspunkt und verschlissenen Dichtungen der Auslegerzylinder – Schäden, die sich unsichtbar ansammeln, bis sie bei einer Feldinspektion entdeckt werden.

Doch das Gewicht allein sagt nichts darüber aus, ob das Hydrauliksystem den Bohrer tatsächlich betreiben kann. Ein 20-Tonnen-Bagger mit einem Hammerkreislauf, der 80 L/min bei 150 bar liefert, weist eine grundsätzlich andere Bohrleistung auf als ein Bagger, der 160 L/min bei 200 bar liefert – und das selbst bei identischem Maschinengewicht. Bei Bohrwerkzeugen für Fels – die hydraulisch anspruchsvoller sind als Brechhammer – bestimmen Durchflussmenge und Betriebsdruck, die die Trägermaschine am Zusatzhydraulikkreis tatsächlich bereitstellt, die reale Schlagkraft des Bohrgeräts, unabhängig von den Angaben in der Spezifikation des Anbaugeräts.

Die Angaben zur hydraulischen Kompatibilität korrekt lesen

Jeder Hersteller von Bohrwerkzeug-Anbaugeräten gibt Mindest- und Maximalwerte für den hydraulischen Durchfluss (l/min) und den Betriebsdruck (bar) an. Das Anbaugerät arbeitet innerhalb dieses Bereichs; außerhalb dessen ist entweder die Schlagkraft unzureichend (bei Unterschreitung des Mindestdurchflusses) oder das Hydrauliksystem überhitzt und die Dichtungen versagen (bei Überschreitung des Maximaldurchflusses). Die entscheidende Spezifikation des Trägergeräts ist der Durchfluss der Zusatzhydraulikschaltung bei der angegebenen Motordrehzahl – nicht der Durchfluss der Hauptschaltung, nicht der Druckbegrenzungswert des Hydrauliksystems, sondern speziell die Leistungsausgabe der Zusatz-Hammer-Schaltung bei der Betriebsdrehzahl.

Der Gegendruck in der Rücklaufleitung ist ein Abstimmungsfaktor, den die meisten Käufer ignorieren. Jeder zusätzliche Meter Hydraulikschlauch, jedes Rohrverschraubungselement und jedes Wegeventil erhöhen den Widerstand gegen den Rückstrom. Ein Bohrgerät, das „maximaler Gegendruck: 30 bar“ angibt, verkürzt den Rückhub seines Schlagkolbens, wenn der tatsächliche Gegendruck in der Rücklaufleitung 35–40 bar beträgt. Der Kolben führt seinen Rückhub nicht vollständig aus; der nächste Arbeitshub beginnt daher aus einer kürzeren Position heraus, wodurch die Schlagenergie pro Schlag abnimmt. Die Überprüfung des Gegendrucks mit einem Manometer am Rücklaufanschluss des Bohrgeräts – und nicht nur die Messung des Drucks im Versorgungskreislauf – bestätigt, ob dieser Faktor die Leistung bei einem bestimmten Trägerfahrzeug beeinträchtigt.

Abstimmung von Bohrgeräten nach Bagger-Tonnageklasse

Diese Bereiche sind ausschließlich als Richtwerte für Top-Hammer-Bohreinrichtungen zu verstehen. Brecherhämmer, Rotationsköpfe und DTH-Einrichtungen weisen andere Gewicht-zu-Durchfluss-Verhältnisse auf. Ein DTH-Bohrgerät mit einem Durchfluss von 200 L/min an einem 22-Tonnen-Bagger überschreitet in den meisten Fällen die hydraulische Leistungsfähigkeit des Trägerfahrzeugs; derselbe Bagger kann jedoch problemlos ein Top-Hammer-Bohrgerät mit einer Leistung von 12–16 kW handhaben, sofern die Durchflussspezifikation übereinstimmt.

Das Problem des Leerzündens und warum es nicht passende Kombinationen schnell zerstört

'Leerfeuer' – also Schlagbetrieb ohne Kontakt zwischen Bohrmeißel und Gestein – ist die schnellste Möglichkeit, ein Bohrgerät an einem zu kleinen Trägerfahrzeug zu beschädigen. Wenn der Bohrmeißel durch eine Felswand bricht oder der Bediener zwischen zwei Bohrlöchern positioniert wird, bleibt der Schlagkreis weiterhin unter Druck, sofern der Bediener ihn nicht manuell abschaltet. Ohne Widerstand durch das Gestein kehrt der Schlagkolben zu schnell zurück, der Speicher wird überentladen, und das Hydrauliksystem erfährt Druckspitzen, die den Einstellwert des Überdruckventils des Trägerfahrzeugs überschreiten.

Bei einem korrekt dimensionierten Trägerfahrzeug bewältigt das Überdruckventil diese Spitzen innerhalb seiner konstruktiven Toleranzgrenzen. Bei einem zu kleinen Trägerfahrzeug, dessen Hydraulikpumpe bereits am oberen Ende ihrer Leistungsgrenze arbeitet, um das Bohrgerät mit Öl zu versorgen, führen diese Druckspitzen zu einer Systemüberlastung. Moderne hochwertige Bohrgeräte verfügen über automatische Abschaltsysteme, die Leerfeuer erkennen und innerhalb weniger Millisekunden abschalten – günstigere Geräte hingegen besitzen kein solches System, und genau hier entstehen hydraulische Dichtungsversagen am Trägerfahrzeug infolge von Überdruck.

Auslegung hydraulischer Schläuche und Schaltungsanordnung für Bohrgeräte-Anbaugeräte

Die hydraulischen Schläuche zwischen Trägerfahrzeug und Bohrgeräte-Anbaugerät sind Teil der Abstimmungsgleichung. Zu kleine Schläuche – typischerweise ältere Brechhammer-Schläuche, die für ein Bohrgeräte-Anbaugerät wiederverwendet werden – weisen eine kleinere Bohrung auf, was zu einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit und einem höheren Druckabfall führt. Wenn am Versorgungsschlauch zum Bohrhammer bei der erforderlichen Durchflussmenge ein Druckabfall von 20 bar auftritt, erhält der Bohrhammer 20 bar weniger als vom Trägerfahrzeug bereitgestellt wird. Bei einem Schlagkreislauf mit einer Mindestbetriebsdruckvorgabe von 180 bar liefert ein Trägerfahrzeug, das über zu kleine Schläuche 190 bar bereitstellt, effektiv nur 170 bar am Bohrhammer – also weniger als den erforderlichen Mindestbetriebsdruck.

Der Innendurchmesser des Schlauchs muss so festgelegt werden, dass der Druckabfall in der Versorgungsleitung bei dem maximal erforderlichen Durchfluss unter 5 bar bleibt. Rücklaufleitungen sollten in gleicher Größe ausgeführt werden – Gegendruck ist ein Phänomen an der Rücklaufleitung, und zu kleine Rücklaufschläuche sind die häufigste Ursache für unerklärlich schlechte Schlagleistung bei einer ansonsten korrekt abgestimmten Träger-Bohrgerät-Kombination.

Dichtungssatz-Lieferung als Teil der Abstimmungsentscheidung

Eine korrekte Tonnagenabstimmung schützt sowohl den Träger als auch das Bohrgerät vor struktureller und hydraulischer Überlastung. Sie wirkt sich zudem auf die Verbrauchsmaterial-Versorgungskette aus: Ein Bohrgerät, das korrekt am Träger betrieben wird, weist eine vorhersehbare Dichtungsabnutzung im vom Hersteller vorgesehenen Wartungsintervall auf. Ein Bohrgerät, das vom Träger nur knapp unterversorgt wird, läuft heiß, arbeitet langsamer und erzeugt inkonsistente Schlagleistung – was zu unregelmäßiger Belastung der Dichtungen und unvorhersehbaren Austauschintervallen führt und so das Lagerbestandsmanagement erschwert.

HOVOO liefert Dichtungssätze für die wichtigsten Bohrhammer-Marken, die in Bagger-Zubehörkonfigurationen eingesetzt werden – Epiroc, Sandvik, Furukawa und Montabert – in den Werkstoffvarianten PU und HNBR. Die Festlegung der Dichtungssatz-Lieferbeziehung bereits bei der Spezifikation des Bohrzubehörs eliminiert eine operative Variable aus der Entscheidung zur Abstimmung von Trägermaschine und Bohrgerät. Vollständige Modellbezeichnungen unter hovooseal.com.