DTH (Down-The-Hole) Bohrer sind entscheidende Komponenten in percussiven Bohrsystemen, die darauf ausgelegt sind, intensiven Stößen und Abrieb standzuhalten, während sie effizient Gestein zertrümmern. Sie werden hauptsächlich basierend auf dem Bohrkopfprofil, der Form/Anordnung der Tasten und spezifischen Konstruktionsmerkmalen klassifiziert. Hier ist eine Übersicht der Haupttypen:
1. By Bit Gesichtsprofil (Primäre Klassifizierung):
Konkav (Schalenform):
Beschreibung: Das Gesicht wölbt sich wie eine flache Schüssel nach innen.
Vorteile: Hervorragende Gesteinsdurchdringung in weichen bis mittelharte Formationen. Gute Bohrspülungsentfernung aufgrund der Form, die die Bohrspülung nach außen lenkt. Allgemein gute Lebensdauer in weichem Gestein.
Nachteile: Kann anfällig für Bohrlochabweichungen in härterem Gestein oder unregelmäßigen Formationen sein. Weniger stabil als konvexe Bohrer. Die Schneidzähne verschleißen schneller an der Außenseite.
Am besten geeignet für: weiches bis mittelhartes, nicht-abrasives Gestein (z. B. Kalkstein, Schiefer, Kohle).
Konvex (kuppelförmig):
Beschreibung: Die Oberfläche wölbt sich nach außen wie eine Kuppel oder Hemisphäre.
Vorteile: Überlegene Stabilität und gerader Lochbohrung. Ausgezeichnete Leistung in mittelharten bis sehr harten und abrasiven Gesteinen. Die Köpfe nutzen sich gleichmäßiger an der Front ab. Widersteht besser gegen Abweichungen.
Nachteile: Etwas niedrigere Eindringrate in sehr weichen Gesteinen im Vergleich zu konvex. Kann manchmal leichter Schnittgut ansammeln, wenn die Spülung nicht optimal ist.
Am besten geeignet für: mittelharte bis sehr harte und abrasive Gesteine (z. B. Granit, Basalt, Gneis, hartes Quarzite). Das vielseitigste und am häufigsten verwendete Profil heute.
Flaches Gesicht:
Beschreibung: Die Fläche ist im Wesentlichen flach oder sehr leicht gewölbt.
Vorteile: Sehr robuste Konstruktion, gut für extrem harte, massive Gesteine. Einfache Konstruktion.
Nachteile: Niedrigste Durchdringungsraten unter den Profilen. Anfällig für "Balling" (Verdichtung der Späne), wenn das Spülen nicht ausgezeichnet ist. Kann aufgrund des Vollflächenkontakts höhere Verschleißraten aufweisen.
Am besten geeignet für: Extrem harte, nicht gebrochene und nicht abrasive Gesteinsformationen (seltener als konvexe/konkave).
2. Nach Button-Form und Funktion:
Kugelförmige (Ball) Tasten:
Beschreibung: Halbkugel-förmige Wolframkarbid-Einsätze.
Vorteile: Hervorragende Allround-Leistung und Verschleißfestigkeit. Gut für eine Vielzahl von Gesteins-härtegraden.
Am besten geeignet für: Allgemeine Bohrarbeiten, insbesondere in mittelharfem Gestein. Oft im Maßstab und in der Mitte verwendet.
Ballistische (parabolische) Tasten:
Beschreibung: Ein flacherer, breiterer Profil als sphärische Tasten, der einer Parabel ähnelt.
Vorteile: Größere Kontaktfläche verteilt die Aufprallkraft besser und erhöht die Rissausbreitung in hartem Gestein. Hervorragende Verschleißbeständigkeit.
Beste für: Hartes bis sehr hartes, abrasives Gestein. Zunehmend beliebt, oft in anspruchsvollen Anwendungen als Ersatz für kugelförmige Dübel.
Kegelige (Meißel) Knöpfe:
Beschreibung: Konische, sich verjüngende Einsätze aus Wolframkarbid.
Vorteile: Aggressive Schneidwirkung, hohe Durchdringungsraten in weichem bis mittlerem Gestein. Kraft wird effektiv konzentriert.
Nachteile: Anfälliger für Bruch und Abnutzung in harten/abrasiven Gesteinen als sphärische/ballistische Bohrköpfe. Kann zerbrechen, wenn das Gestein bruchanfällig ist.
Am besten geeignet für: Weiche bis mittelharte, nicht abrasive Gesteine, bei denen eine hohe Eindringrate (ROP - Rate of Penetration) entscheidend ist.
Messinstrumenten-Tasten:
Beschreibung: Tasten, die speziell um den äußeren Rand (Messgerät) des Bohrers angeordnet sind. Oft mit einem etwas größeren Durchmesser und/oder aus einer abriebbeständigeren Hartmetallgüte hergestellt. Sie können sphärisch, ballistisch oder manchmal konisch sein.
Funktion: Kritisch für die Aufrechterhaltung des Lochdurchmessers und zum Schutz des Bohrkörpers vor Abrieb gegen die Bohrlochwand. Ein Versagen in diesem Bereich führt zu „unterdimensionierten“ Löchern.
Vorder-/Innenschalter:
Beschreibung: Tasten, die die Hauptfläche und die Mitte des Bohrmeißels abdecken. Ihre Form, Größe und Muster sind für das Zerbrechen und Eindringen in Gestein optimiert.
Funktion: Die primäre Gesteinsbrecharbeit durchführen.
Center-Schaltflächen:
Beschreibung: Tasten, die sich genau in der Mitte der Bitfläche befinden.
Funktion: Stabilisieren Sie den Bohrer, verhindern Sie „Zenterverschleiß“ (der zu einem Verlust der Eindringtiefe und zur Bruchbildung des Buttons führt) und initiieren Sie das Brechen in der Mitte des Lochs.
3. Nach spezifischen Konstruktionsmerkmalen und Anwendungen:
Standard DTH Bits: Der gebräuchlichste Typ, der für konventionelles Gesteinsbohren mit Druckluft entwickelt wurde.
Wasserhammerbohrer: Speziell entwickelt, um mit Wasser anstelle von Luft als Spülmedium zu arbeiten (verwendet in umweltempfindlichen Bereichen oder wo Luft unpraktisch ist). Haben größere oder zahlreichere Spülöffnungen.
Blind Bits: Haben ein solides Zentrum ohne zentrales Spülloch. Werden in spezifischen Anwendungen wie Startlöchern oder beim Bohren durch Überburden eingesetzt, wo zentrales Spülen Probleme verursachen könnte.
Retrac-Bits: Verfügen über einen Mechanismus (wie federbelastete Messerköpfe), der dazu dient, den Bohrkopf zurückzuziehen, falls er feststeckt, um kostspielige Fischereioperationen zu minimieren. Entscheidend in instabilem Boden.
Cop Bits (COP-Hämmer): Speziell für den Einsatz mit den COP-Hämmern von Atlas Copco entwickelt, oft mit einem einzigartigen Schaftdesign.
Hochdruck-Bohrer: Entwickelt, um den extremen Drücken standzuhalten, die von großen, leistungsstarken DTH-Hämmern erzeugt werden.
Spezielle Materialien-Bits: Bits aus hochwertigen Tungstenkarbid- oder spezialisierten Karbidmischungen für extreme Abrieb- oder Stoßfestigkeit.
Schlüsselmaterial & Konstruktion:
Körper: Hochfeste legierte Stähle.
Tasten/Einsätze: Wolframkarbid (WC), typischerweise mit einem Kobalt (Co) Binder. Die spezifische Karbidqualität (Korngröße, Binder %, Zusätze) bestimmt die Härte im Vergleich zur Zähigkeit.
Schaft: Präzisionsbearbeitet, um sicher in das Hammerfutter zu passen.
Die Wahl des richtigen Bits:
Die optimale DTH-Bit hängt von Folgendem ab:
1. Gesteinsart und Härte: Der entscheidendste Faktor (bestimmt das Profil und die Form des Knopfs).
2. Abrasivität: Beeinflusst die Wahl der Hartmetallqualität und das Design des Verschleißschutzes.
3. Bohrhammer: Größe, Leistung und Bohrfutertyp bestimmen die Bohrergröße und den Schaftdesign.
4. Bohrparameter: Luftdruck/-volumen, Drehgeschwindigkeit, Vorschubdruck.
5. Bohrlochgröße und Tiefe: Bohrerdurchmesser und Spülungseffizienz.
6. Gewünschte Eindringrate vs. Bohrkopflebensdauer: Oft ein Kompromiss (z. B. bohren aggressive konische Bohrer schnell, verschleißen aber schneller in hartem Gestein).
7. Bodenbedingungen: Stabil vs. gebrochen/instabil (beeinflusst den Bedarf an Rückverfolgbarkeitsfunktionen, Gleisschutz).
