Formhonen

Die Entwicklung neuer Verbrennungsmotoren orientiert sich an der Minimierung der CO2-Emissionen. Diese sind abhängig vom Kraftstoffverbrauch, der wiederum durch die innermotorische Reibung bestimmt wird. Die unter Betriebsbedingungen formoptimierte Zylinderbohrung ist das Ziel der Formhonbearbeitung.

In der bisherigen Fertigung von Verbrennungsmotoren besteht die Forderung nach Zylinderbohrungen mit hoher Zylinderform- und Oberflächengüte. Im Betriebszustand kommt es zu komplexen Verzugsmechanismen, die die Zylinderlaufbahn deformieren.

Daher haben wir ein Verfahren entwickelt, das nicht die zylindrische Bohrungsform zum Ziel hat, sondern bereits eine Verformung fertigungstechnisch vorhält.

Prinzip des Formhonens

Die Bauteilverformung im Betriebszustand wird durch Honen von nichtzylindrischen Freiformen vorgehalten. Dabei ist die Verformung in der Funktion abhängig von:

• statischen Montageverspannungen
• dynamischer Deformation
• thermischen Zylinderverzügen

Die zylindrische Freiform wird entweder durch FEM-Berechnung oder Annäherung durch Brillenverspannung und Temperierung ermittelt.

Die Technologie lässt sich in zwei Verfahrensvarianten untergliedern, dem Formhonen light und dem Formhonen professional.

Formhonen Light

Formhonen light hält durch konische Formen thermische Verzüge vor, so dass in Funktion zylindrische Bohrungen entstehen. Die Wärmeausdehnung durch die höheren Temparaturen am oberen Totpunkt wird durch einen konischen Bohrungsverlauf vorgehalten. Damit hat das Kolbenhemd weniger Kontakt zu Bohrungen. Es entsteht signifikant weniger Reibung.

Der Prozess arbeitet mit neu entwickelten Verfahrenskomponenten:

• Sonderhonwerkzeugen mit kurzen Honleisten
• messgeregelter Hubverlagerung
• dynamisierter elektro-mechanischer Zustellung
• federgelagertem Glätthonwerkzeug

Die konische Form entsteht durch die messgeregelte Hubverlagerung, bei der im unteren Bohrungsabschnitt durch höhere Kontaktzeit der Honleisten mehr Material zerspant wird. Die dynamisierte elektro-mechanische Zustellung verändert während der Hubbewegung formgerecht die radiale Zustellposition der Honleisten und verfeinert die bisher erreichte Konusform. Diese Verfahrenskomponenten lassen die prozesssichere Herstellung von runden nichtzylindrischen Konusbohrungen in üblichen Taktzeiten zu.

Die Einführung in der Großserie ist global erfolgt. Mit Formhonen light sind entscheidende Verbesserungen der Abgasqualität möglich.

Konische Bohrungsformen mit unterschiedlichen Mantellinienverläufen.

Formhonen professional

Formhonen professional hält nicht nur konische Längsverzüge sondern vollständige Freiformen inklusive Querschnittsverformungen vor. Dadurch können im Betriebszustand auch quasi runde und gerade Bohrungen erreicht werden. Dies lässt eine Absenkung der Kolbenringspannung zu, wodurch weitere Reibungs- und somit CO2-Reduzierungen möglich werden.

Die nicht zylindrische Freiform wird durch FEM-Berechnungen oder Brillenverspannung und Temperierung ermittelt. Um Formhonen professional fertigungstechnisch umsetzen zu können, sind innovative Betriebsmittel notwendig:

• Sonderhonwerkzeuge mit unab- hängig voneinander zustellbaren Honleisten
• Piezo-Zustellsystem
• formadaptive Steuerung
• federgelagertes Glätthonwerkzeug

Die Formdaten der Freiform werden für jeden Zylinder eines Kurbelgehäuses von der Formhonsteuerung in Zustellparameter konvertiert. Das Zustellsystem und das Formhonwerkzeug setzen dieses Zustellprofil an den Formhonleisten bei der Bearbeitung dynamisch um.

Formhonen professional wurde für Kleinserien bei Kunden eingeführt. Der Prozess liefert Freiformen und Oberflächenprofile mit hoher Reproduzierbarkeit und wirtschaftlichen Bearbeitungszeiten. Eine bisher benutzte Honbrille kann durch Formhonen professional entfallen.

Ziel der Formhon-Bearbeitung

Die ideale zylindrische Bohrung verformt sich in der Funktion. Durch Formhonen wird diese Verformung fertigungstechnisch vorgehalten, so dass sich in der Funktion eine nahezu zylindrische Form ergibt.

IHR NUTZEN

Durch geeignete Formen kann die Reibung zwischen Kolben/Kolbenring/Zylinderlaufbahn bei gleichbleibenden Gasdichtheiten und Ölverbräuchen reduziert werden. Das Formhonen leistet somit seinen Beitrag für aktuelle und zukünftige Emissions-Gesetzgebungen.

Die Markteinführung ist inzwischen erfolgreich gestartet.

Unsere Produkte:

powertrainhone

Unsere Baureihe powertrainhone wurde speziell auf die Bearbeitung von Motorblöcken und Zylinderlaufbuchsen optimiert. Egal ob Bearbeitung von Zylinder- oder Kurbelwellenbohrung, ob modulare Variante oder Transferstraße, wir bieten Ihnen die passende Lösung.

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