Da wir über so viele Betonwerkzeuge berichten, erhalten wir von unseren Lesern viele Fragen zu diesen Werkzeugen. Wir dachten uns, es wäre ein guter Zeitpunkt, um die Frage zu beantworten, wie genau ein Bohrhammer funktioniert. Wir hoffen, dass sich dieser Artikel sowohl an Handwerker richtet, die diese Werkzeuge täglich benutzen, als auch an diejenigen, die sich einfach für Technik interessieren. Wir für unseren Teil lieben es, in jedes Werkzeug hineinzuschauen, um zu sehen, wie es funktioniert. Das Innere eines Werkzeugs ist oft viel interessanter als das Äußere – und das ist bei einem Bohrhammer ganz sicher der Fall.
Natürlich kommen die besten Informationen von der Quelle. Deshalb haben wir Trey Sklar, Power Tools Business Unit Manager für Hilti North America, als Partner gewonnen, der uns mit Insider-Informationen versorgt.
WIE FUNKTIONIERT EIN BOHRHAMMER? WIR FRAGEN HILTI
Pro Tool Reviews (PTR): Soweit wir wissen, hat Hilti eine ziemlich solide Vergangenheit in Bezug auf Bohrhammerwerkzeuge. Was hat es damit auf sich?
Trey Sklar (Trey): Erinnern Sie sich daran, dass man früher ein Loch in Beton gebohrt hat, indem man einen Sternbohrer verwendet hat. Das war im Grunde ein großer Meißel, den man mit einem Hammer anschlug, drehte und dann wieder anschlug. Irgendwann hatte man dann ein Loch. Das allererste elektropneumatische Bohrhammerwerkzeug, das vor 46 Jahren, 1967, auf den Markt kam, war der Hilti Torna 765. Was den großen Sprung nach vorne machte, war das elektropneumatische oder EP-Arbeitsprinzip. Das ist die Grundlage für den Mechanismus des Bohrhammers.
Hilti fand heraus, wie es funktioniert, und brachte den Torna 765 auf den Markt. Bald darauf wurde der TE 17 zum ersten EP-Werkzeug, das sich auf dem Markt durchsetzte. Sie können sich vorstellen, was passierte, als diese neuen elektrischen Bohrhämmer auf einer Baustelle auftauchten, auf der das Bohren bis dahin ein sehr langsamer, manueller Prozess gewesen war. Hilti war für etwa 10 Jahre der exklusive Hersteller dieser EP-Werkzeuge.
WIE HABEN SICH DIE BOHRHÄMMER VERÄNDERT?
PTR: Sprechen Sie darüber, wie sich die Bohrhämmer seit den ersten Produkten von Hilti bis heute verändert haben.
Trey: Im Laufe der Zeit gab es Möglichkeiten, das Gewicht des Werkzeugs zu reduzieren. Wir lernten, wie wir das Gewicht bestimmter Mechanismen reduzieren konnten, indem wir sie aus leichteren Materialien herstellten. Auf diese Weise konnten wir die Leistung des Werkzeugs erhöhen, indem wir das Gewicht neu verteilten. Der Abbruchhammer TE 3000-AVR mit einem Gewicht von 65 Pfund hat zum Beispiel einen Schlagbolzen mit einem Gewicht von 4.9 Pfund. Das ist etwa doppelt so viel wie ein Schlagbolzen der gleichen Größenklasse bei den meisten anderen Herstellern. Ermöglicht wurde dies durch technologische Innovationen und die Anpassung anderer Bereiche der natürlichen Masse des Werkzeugs.
Das Führungsrohr, in dem der Kolben hin- und herbewegt wird, wurde ebenfalls durch einige sehr fortschrittliche Legierungen ausgetauscht. Es hält viel länger als die ursprünglichen Modelle. Die Abstände zwischen den Wartungsintervallen sind jetzt viel länger. Hilti hat auch einiges am Schlagbolzen und dem Verhältnis zwischen diesem und dem Kolben getan, was zu erheblichen Leistungssprüngen geführt hat. Noch mehr Details, und ich verliere meinen Job!
WAS IST MIT VIBRATIONEN?
PTR: Dazu werde ich Sie nicht zitieren… oh, warten Sie, das habe ich gerade getan! Was ist mit Vibrationen – wie kommt es, dass diese Dinger einem nicht die Arme abreißen?
Trey: Die Vibrationsreduzierung ist eine natürliche Folge des EP-Mechanismus. Es ist auch eine Frage der Sicherheit und daher ein Bereich, dem viel Aufmerksamkeit geschenkt wurde. Hilti hat sich für ein vollständig entkoppeltes System entschieden. Der hintere Griff unserer AVR-ausgerüsteten Werkzeuge kann sich sowohl nach oben und unten als auch von links nach rechts in mehreren Achsen vom Werkzeug bewegen. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die aktive Drehmomentkontrolle. Hilti verwendet Mechanismen, die den Bediener zusätzlich vor einer unbeabsichtigten plötzlichen Drehung des Werkzeugkörpers schützen, wenn er sich an einem Stück Betonstahl verhakt.
Manchmal kommt es vor, dass ein Bauunternehmer auf ein Stück Betonstahl trifft und sich verklemmt. Dies kann dazu führen, dass das Werkzeug aus den Händen des Anwenders gerät oder sogar eine Verletzung verursacht. Der Mechanismus von Hilti umfasst eine Magnetkupplung, die den Motor ausschaltet, wenn sich der Werkzeugkörper in weniger als einer halben Sekunde um mehr als 45 Grad dreht. Es gibt zwar eine Rutschkupplung im Werkzeug, aber diese geht darüber hinaus. Diese Funktion erhöht das Gewicht des Geräts, weshalb sie meist in den größeren Kombihämmern wie dem TE 30-A36 aufwärts zu finden ist.
Der Unterschied zwischen einem Bohrhammer (Nockenbohrer) und einem Bohrhammer (EP-Mechanismus)
Mit dem Schlagmechanismus eines Bohrhammers wird ein leichter Schlag auf den Beton ausgeführt. Dabei entsteht ein sehr lautes Geräusch, weil die Zahnräder aneinander reiben. Außerdem ist die Schlagintensität nicht so stark. Aus diesem Grund haben Bohrhämmer fast nie Meißel, und sie sind auch nicht für 3/4″-Bohrer gedacht.
Der elektro-pneumatische (EP) Mechanismus hingegen verwendet ein System, bei dem sich der Antriebskolben und der Schlagkolben nie berühren. Zwischen ihnen befindet sich eine Lufttasche, so dass eine viel stärkere und effizientere Kraftübertragung auf den Schlagmechanismus erfolgt. Außerdem ist der Verschleiß des Werkzeugs wesentlich geringer.
WIE FUNKTIONIEREN KABELLOSE BOHRHÄMMER IM VERGLEICH ZU KABELGEBUNDENEN
PTR: Was sind die grundlegenden Unterschiede in Design und Zielsetzung zwischen den kabelgebundenen und kabellosen Werkzeugen von Hilti?
Trey: Bis zu diesem Jahr wurden kabellose Werkzeuge für eine optimale Leistung mit 5/8″-Bits oder darunter entwickelt. Man versucht also, die Leistung von kabelgebundenen Werkzeugen (oder besser) in ein kabelloses Modell zu übertragen. Was den internen Mechanismus betrifft, so gibt es keine großen Unterschiede oder wirklich signifikante Änderungen. Man versucht einfach, den Mechanismus so effizient zu machen, dass man mit einer einzigen Ladung einen halben oder sogar einen ganzen Tag lang arbeiten kann.
In den letzten Jahren haben wir gesehen, dass serielle (sich wiederholende) Anwendungen in bestimmten Größenkategorien auf kabellose Werkzeuge umgestellt wurden. Dies hat zu enormen Produktivitätssteigerungen geführt. Dies lässt sich daran messen, dass mit einer Akkuladung genügend Löcher gebohrt werden können und dass diese Löcher schnell genug gebohrt werden, um die Anforderungen an ein kabelgebundenes Werkzeug zu erfüllen. Wir sind jetzt an einem Punkt angelangt, an dem wir mehr Akku-Bohrhämmer in unserem Sortiment haben als kabelgebundene. Das wäre nicht möglich, wenn diese Geräte nicht die Leistung eines kabelgebundenen Geräts hätten.
HINDERNISSE IM DESIGN
PTR: Was sind die größten Hindernisse bei der Entwicklung eines großartigen Bohrhammers? Wo versuchen Sie, sich ständig zu verbessern?
Trey: Größere Werkzeuge zu entwerfen, die den Rahmen sprengen. Wir steigen zum Beispiel in größere Kategorien wie den TE 30-A36 ein. Das ist der erste kabellose Kombihammer der Welt, der 3/4″ und größere Löcher bohren kann. Und der neue bürstenlose Vorführhammer TE 3000-AVR wurde entwickelt, um mit den größeren pneumatischen Geräten zu konkurrieren. Normalerweise mussten sich Bauunternehmer entscheiden, ob sie ein weniger leistungsfähiges Elektrowerkzeug oder einen leistungsstärkeren kompressorbetriebenen Presslufthammer mit starken Vibrationen verwenden wollten. Wir haben den TE 3000 entwickelt, um die Leistung eines 60-Pfund-Lufthammers in einem Elektrowerkzeug zu bieten, das mit einem Generator betrieben werden kann.
PTR: Wie haben Sie das getestet, um sicherzugehen, dass Sie es geschafft haben?
Trey: Wegen der Schlagkraft haben wir uns für Eisenbahnschienen in Industriegröße entschieden. Das ist ein Stück Stahl, das etwa doppelt so breit ist wie ein herkömmliches Eisenbahngleis. Dann haben wir das Werkzeug in mehreren Winkeln zu Tode geprügelt, wobei wir eine Vorrichtung benutzt haben, um das Werkzeug so lange laufen zu lassen, bis es abstirbt. Ein Meißel gegen eine Eisenbahnschiene zu schlagen, ist anstrengender als selbst Beton mit 10,000 psi. Die Anlage ist wirklich cool. Sie verwendet einen Roboterarm, der das Werkzeug 24 Stunden am Tag mit einem Meißel bedient, bis es abstirbt. Ob Sie es glauben oder nicht, der Stahl gibt nach einer gewissen Zeit tatsächlich nach.
Die Mechanik eines Bohrhammers im Detail
Ob groß oder klein, die Funktionsweise von Bohrhämmern ist bei allen mehr oder weniger gleich.
- Ziehen Sie den Abzug oder drücken Sie den Ein-/Aus-Knopf, und das Signal wird gesendet, um den Motor zu aktivieren.
- Der Motor dreht sich, treibt die Zahnräder an, dreht den Meißel und bewegt den Kolben.
- Während sich der Antriebskolben vorwärts bewegt, wird die Lufttasche zwischen ihm und dem Freiflugkolben verkleinert. Dadurch entsteht eine Drucklufttasche, die wiederum den Freiflugkolben antreibt. Die beiden Kolben haben keinen physischen Kontakt.
- Wenn sich der zweite Kolben, der Freiflugkolben, nach vorne bewegt, berührt er den Schlagbolzen.
- Der Schlagbolzen wiederum kommt mit dem Ende des Bohrers oder Meißels in Kontakt und sorgt für die Hammerwirkung.
Die Frequenz des Kolbenzyklus (Hämmern) ist viel höher als die Drehgeschwindigkeit. Das bedeutet, dass der Hammerschlag bei jeder Umdrehung des Bohrers zahlreiche Male erfolgt.
RAUM FÜR VERBESSERUNGEN?
PTR: Haben wir den Höhepunkt der Möglichkeiten von Bohrhämmern erreicht? Gibt es noch Raum für Verbesserungen?
Trey: Es gibt einige Möglichkeiten, die Bohrgeschwindigkeit von SDS-Max-Werkzeugen erheblich zu verbessern. Außerdem können wir mit kabellosen SDS+-Werkzeugen mehr und mehr Löcher pro Ladung bohren. Auch die Gewichtsreduzierung wird ein wichtiger Faktor sein. Und eine Sache, auf die wir uns wirklich konzentrieren, ist, Dinge, die alltäglich sind, zu revolutionieren. Das haben wir natürlich mit dem TE 17 begonnen. Der TE 3000-AVR und unsere neuen Hohlbohrer sind jedoch weitere großartige Beispiele dafür, dass diese Innovation nach wie vor Bestand hat. Die kabelgebundenen Bohrmaschinen wurden fast vollständig durch kabellose Modelle ersetzt. Ich denke, wir werden auch sehen, dass kabellose Bohrhämmer das Bohren von Löchern mit kleinem Durchmesser dominieren werden. Die kabelgebundenen Produkte werden für diese Art von Arbeiten verschwinden.
ZUSAMMENFASSUNG: WIE FUNKTIONIERT EIN BOHRHAMMER?
Vielen Dank an Trey Sklar von Hilti für das Gespräch, in dem er uns die Funktionsweise von Bohrhämmern erklärt hat. Ich stimme zu, dass wir uns mitten in einer Verlagerung hin zu kabellosen Geräten für Bohrungen mit kleinerem Durchmesser befinden. Wir halten die Augen offen, um zu sehen, was Hilti und andere auch bei den größeren Produkten tun.