Intelligentes Bohrwerkzeug für die Herstellung und Strukturierung von Präzisionsbohrungen mit großen Durchmessern, iBo

Für die Präzisionsherstellung von Zylinderbohrungen mit einer vorhandenen Kernbohrung werden nach dem aktuellen Stand der Technik mehrere Prozessschritte benötigt. Der erste und für die Lage- und Maßhaltigkeit des endgültigen Produktes entscheidende Prozessschritt ist das Ausspindeln. Fehler, welche innerhalb dieses Prozessschrittes in das Bauteil eingebracht werden, können zu einem späteren Zeitpunkt gar nicht bzw. nur mit einem nicht vertretbaren Kostenaufwand kompensiert werden. Durch die Kinematik des Bohrprozesses bedingt können heute ausschließlich rotationssymmetrische, runde Bohrlöcher erzeugt werden. Die Form und Lage der erzeugten Bohrung ist dabei unweigerlich mit Fehlern behaftet. Durch das Auffedern der Bohrungswand während des Bearbeitens oder einen Mittenverlauf des Bohrwerkzeugs durch die angreifenden Prozesskräfte ergibt sich nach der Bearbeitung zwangsläufig ein nicht vorhersehbares unrundes Bohrbild sowie in den meisten Fällen eine für Hochleistungsanwendungen unzulässige Lageabweichung der Bohrung. Den oben beschriebenen ungewünschten Form- und Lageabweichungen stehen im Hochleistungsmotorenbau der Wunsch nach gezielt unrund bearbeiteten Zylinderbohrungen entgegen. Zusätzlich zu der Herstellung hochgenauer, runder wie unrunder Bohrungen soll eine Strukturierung der Innenseiten von Zylinderbohrungen ermöglicht werden. Auf den Laufflächen der Bohrung erzeugte Mikrokammern bilden durch eine Öl- oder Fettfüllung einen Schmierfilm, mit dem beispielsweise die Reibkräfte reduziert und damit der Verschleiß an Kolben, Ventilen, Achsen und geführten Stempeln verringert wird. Ziel des Gesamtvorhabens ist es, ein intelligentes Bohrwerkzeug zu entwickeln, das die Bohrungsmaße misst und mittels einer hochdynamischen Schneide Fehler kompensiert bzw. vorgegebenen Bewegungsmustern folgt. Hierdurch soll zum Einen eine höhere Bohrungsqualität als mit derzeit erhältlichen Maschinen erzielt werden. Zum Anderen können somit Bohrungen während der Innendrehbearbeitung unrund bearbeitet und strukturiert werden.