Bohren mit hohen Spindeldrehzahlen im Vergleich zu konventioneller Geschwindigkeit
Hintergrund High speed Maschinenbearbeitung Die Techniker bei Tractive verwenden seit langer Zeit high speed Maschinenbearbeitung bei der Produktion von Aluminiumteilen mit hoher Festigkeit hoher Qualität
Hintergrund High speed Maschinenbearbeitung Keine Gussteile Teurer + Höhere Festigkeit Kostensparend Maschinenbearbeitung mit hohen Spindeldrehzahlen
Hintergrund Bohren mit hohen Spindeldrehzahlen in den 80er Jahren Früh in der 80er Jahren haben wir experimentiert mit Bohren von Stahlrohren welche mit Beton gefüttert waren. Mehrere Typen von Maschinen wurden gebaut und getestet, und wir haben Umfanggeschwindigkeiten bis 40 Meter pro Sekunde benutzt mit speziell entwickelten Bohrkronen.
Bohren mit hohen Drehzahlen heutzutage 4.5 m/ Sekunde Umfangsgeschwindigkeit ist oft als der Standard angesehen in Schweden, wobei viele dies als high speed drilling ansehen würden. Verschiedene Hersteller geben verschiedene Empfehlungen. Umfangsgeschwindigkeit m/s Stufe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Drehzahl 320 400 480 560 640 720 800 880 960 1040 1120 1200 1280 1360 1440 Ø 52 0,87 1,09 1,31 1,52 1,74 1,96 2,18 2,39 2,61 2,83 3,05 3,27 3,48 3,70 3,92 Ø 62 1,04 1,30 1,56 1,82 2,08 2,34 2,60 2,86 3,11 3,37 3,63 3,89 4,15 4,41 4,67 Ø 72 1,21 1,51 1,81 2,11 2,41 2,71 3,01 3,32 3,62 3,92 4,22 4,52 4,82 5,12 5,43 Ø 82 1,37 1,72 2,06 2,40 2,75 3,09 3,43 3,78 4,12 4,46 4,81 5,15 5,49 5,84 6,18 Ø 92 1,54 1,93 2,31 2,70 3,08 3,47 3,85 4,24 4,62 5,01 5,39 5,78 6,16 6,55 6,93 Ø 102 1,71 2,14 2,56 2,99 3,42 3,84 4,27 4,70 5,12 5,55 5,98 6,41 6,83 7,26 7,69 Ø 107 1,79 2,24 2,69 3,14 3,58 4,03 4,48 4,93 5,38 5,82 6,27 6,72 7,17 7,62 8,06 Ø 112 1,88 2,34 2,81 3,28 3,75 4,22 4,69 5,16 5,63 6,10 6,56 7,03 7,50 7,97 8,44 Ø 122 2,04 2,55 3,06 3,58 4,09 4,60 5,11 5,62 6,13 6,64 7,15 7,66 8,17 8,68 9,19 Ø 132 2,21 2,76 3,32 3,87 4,42 4,97 5,53 6,08 6,63 7,18 7,74 8,29 8,84 9,39 9,95 Ø 142 2,38 2,97 3,57 4,16 4,76 5,35 5,95 6,54 7,13 7,73 8,32 8,92 9,51 10,11 10,70 Ø 152 2,55 3,18 3,82 4,45 5,09 5,73 6,36 7,00 7,64 8,27 8,91 9,55 10,18 10,82 11,45 Ø 162 2,71 3,39 4,07 4,75 5,43 6,10 6,78 7,46 8,14 8,82 9,50 10,17 10,85 11,53 12,21 Ø 172 2,88 3,60 4,32 5,04 5,76 6,48 7,20 7,92 8,64 9,36 10,08 10,80 11,52 12,24 12,96 Ø 182 3,05 3,81 4,57 5,33 6,10 6,86 7,62 8,38 9,14 9,91 10,67 11,43 12,19 12,95 13,72 Ø 192 3,22 4,02 4,82 5,63 6,43 7,23 8,04 8,84 9,65 10,45 11,25 12,06 12,86 13,67 14,47 Ø 200 3,35 4,19 5,02 5,86 6,70 7,54 8,37 9,21 10,05 10,89 11,72 12,56 13,40 14,23 15,07 Ø 225 3,77 4,71 5,65 6,59 7,54 8,48 9,42 10,36 11,30 12,25 13,19 14,13 15,07 16,01 16,96 Ø 250 4,19 5,23 6,28 7,33 8,37 9,42 10,47 11,51 12,56 13,61 14,65 15,70 16,75 17,79 18,84 Ø 300 5,02 6,28 7,54 8,79 10,05 11,30 12,56 13,82 15,07 16,33 17,58 18,84 20,10 21,35 22,61 Ø 350 5,86 7,33 8,79 10,26 11,72 13,19 14,65 16,12 17,58 19,05 20,51 21,98 23,45 24,91 26,38 Ø 400 6,70 8,37 10,05 11,72 13,40 15,07 16,75 18,42 20,10 21,77 23,45 25,12 26,79 28,47 30,14 Ø 450 7,54 9,42 11,30 13,19 15,07 16,96 18,84 20,72 22,61 24,49 26,38 28,26 30,14 32,03 33,91 Ø 500 8,37 10,47 12,56 14,65 16,75 18,84 20,93 23,03 25,12 27,21 29,31 31,40 33,49 35,59 37,68 Ø 550 9,21 11,51 13,82 16,12 18,42 20,72 23,03 25,33 27,63 29,93 32,24 34,54 36,84 39,15 41,45 Ø 600 10,05 12,56 15,07 17,58 20,10 22,61 25,12 27,63 30,14 32,66 35,17 37,68 40,19 42,70 45,22 Ø 650 10,89 13,61 16,33 19,05 21,77 24,49 27,21 29,93 32,66 35,38 38,10 40,82 43,54 46,26 48,98 Ø 700 11,72 14,65 17,58 20,51 23,45 26,38 29,31 32,24 35,17 38,10 41,03 43,96 46,89 49,82 52,75 Ø 750 12,56 15,70 18,84 21,98 25,12 28,26 31,40 34,54 37,68 40,82 43,96 47,10 50,24 53,38 56,52 Standard Bohrkronen mit optimaler Umfangsgeschwindigkeit 2 4 m/s High Speed Bohrkronen mit erhöhter Umfangsgeschwindigkeit 4 6 m/s
Warum ist 40 50 M/Sekunde Umfangsgeschwindigkeit normal für eine Wandsäge aber nicht für eine Bohrmaschine? Schwieriger Bohrsegmente zu kühlen. Schwieriger Betonschlamm zu entfernen. Niedrigerer Preis Niedrigere Qualität der Bohrmaschine, Bohrständer und Bohrkrone. Preisdruck Schwieriger für Hersteller optimale Bohrmaschine, Bohrständer und Bohrkrone herzustellen.
Unsere These Höhere Umfanggeschwindigkeit Schnelleres Bohren Druckkraft = Konstant Umfangsgeschwindigkeit x 2 Betonentfernungsrate x 2 M/Sekunde Betonentfernungsrate
High speed Bohren / Bohren mit hohen Drehzahlen Wichtige Voraussetzungen für Erfolg Kraftvoller Bohrmotor Justierung der Spindeldrehzahl Stabilität des Bohrsystems Bohrkrone Ausreichende Kühlung Erfahrener Anwender
Kraftvoller Bohrmotor Ein Bohrmotor für Bohren mit hohen Spindeldrehzahlen muss kraftvoll sein, damit gleichzeitig gutes Drehmoment und hohe Drehzahlen erzielt werden können. Viele Hersteller von Bohrmotoren fokusieren auf hohem Drehmoment, nicht auf hohen Spindeldrehzahlen. Aber ist es nicht die kw auf der Bohrkrone welche am wichtigsten ist? Leistung in kw = Drehmoment x Meter / Sekunde
Hohe Leistung kann auf mehreren Wegen erreicht werden Leistung in kw = Nm x M/Sekunde 9550 40 Nm x 570 M/Sek = 2.4 kw 175 Nm x 260 M/Sek = 4.8 kw 482 Nm x 115 M/Sek = 5.8 kw 154 Nm x 360 M/Sek = 5.8 kw 216 Nm x 425 M/Sek = 9.6 kw 108 Nm x 850 M/Sek = 9.6 kw 67 Nm x 1360 M/Sek = 9.6 kw
Testergebnis Tiefe: 47 cm Beton: Hartes Beton mit sehr harten Steinen Armierung: 1 x 30 mm Abgabeleistung: 9 kw Bohrkrone: 200 mm high speed Bohrkrone von Adamas 11 M/Sekunde: 3 Minuten, 36 Sekunden, YouTube Video 6,6 M/Sekunde: 5 Minuten YouTube Video 3,4 M/Sekunde: 6 Minuten, 50 Sekunden YouTube Video
Hohe Leistung als Ergebnis von hohem Drehmoment Hohe Leistung als Ergebnis von hoher Drehzahlen Hohes Drehmoment / Mehr Vibrationen Niedrige Spindeldrehzahlen Höheres Risiko den Anker loszureissen Höhere Belastung auf Bohrständer Benötigt höheren Vorschubdruck Benötigt gut angepasste Bohrsegmente Hoher Verschleiss der Segmente Höhere Belastung der Transmission des Bohrmotors Medium Drehmoment / Hohe Spindeldrehzahlen Weniger Vibrationen Weniger Risiko den Anker loszureissen Weniger Belastung auf Bohrständer Benötigt geringeren Vorschubdruck Benötigt gut angepasste Bohrsegmente Geringere Belastung der Transmission des Bohrmotors
Möglichkeit der Justierung der Spindeldrehzahl in vielen Schritten um Vibrationen zu vermeiden. Vibrationen Treten vor allem auf bei: Beim Anbohren Beim Bohren in Armierungseisen Breiter Drehzahlbereich und viele Gänge als Auswahl Spindelgeschwindigkeit kann gewählt werden wo die Vibrationen geringer sind.
Stabilität des gesamten Bohrsystems Stabiler Bohrständer. Der Bohrständer darf in keine Richtung schwanken. Sehr wichtig dass die Fussplatte ordentlich befestigt ist. Lagerung des Bohrmotors. Sehr stabile, vorzugsweise vorgespannte konische Kugellager zur Eliminierung der Vibrationen. Schlitten mit geringer Reibung.
Die Bohrkrone ist sehr wichtig für das Bohren mit hohen Drehzahlen Es gibt keine universale Segmentspezifikation welche alle Maschinen und Betonarten passt. Die Benutzung der richtigen Bohrkrone welche für high speed entwickelt wurde. Too soft bonds Die Diamanten werden in den Segment eingedrückt oder fallen ab. Too hard bond Nicht genug Diamanten werden schneiden. Werkzeug Geometrie muss für high speed Bohren passend sein damit Friktion zwischen Rohr und das gebohrte Loch minimiert wird.
Ausreichende Kühlung der Bohrkrone Wenn der Beton schneller gebohrt wird muss auch der Wasserzufluss erhöht werden. Benutzung von mehr Wasser in kürzerer Zeit Nicht mehr Kühlwasserverbrauch total.
Erfahrene Anwender Aufrüsten Vorschub der Bohrkrone Justieren der Drehzahl für optimale Leistung. Kein zu hoher Vorschubdruck in Armierungseisen. Ausreichende Kühlwasserversorgung.
Vor und Nachteile Bohren mit hohen Spindeldrehzahlen im Vergleich zu konventioneller Geschwindigkeit Hohe Spindeldrehzahlen Konventionelle Spindeldrehzahlen Mehr zu berücksichtigen + Allgemine Praxis. Richtige Bohrkrone Richtige Bohrkrone + Schnelleres Bohren +/ Normale Bohrergebnisse + Geringerer Vorschubdruck Höherer Vorschubdruck + Weniger Vibrationen Mehr Vibrationen