Mit Fingerspitzengefühl

Und auch die Innenflächen von Pumpen oder Armaturen in der Prozessindustrie müssen von Verschmutzungen frei gehalten werden, etwa von Rost, Korrosionsprodukten, abgelagerten Chemikalien oder biologischen Materialien Geschieht das nicht, so führt das in der Regel zur Reduzierung der Betriebsstunden zwischen zwei Wartungen und zu ungünstigerem Betriebsverhalten
Die Instandhaltung großer Antriebe bedeutet oft, dass dabei großkalibrige Bohrungen zu säubern oder zu polieren sind. Und auch die Innenflächen von Pumpen oder Armaturen in der Prozessindustrie müssen von Verschmutzungen frei gehalten werden, etwa von Rost, Korrosionsprodukten, abgelagerten Chemikalien oder biologischen Materialien. Geschieht das nicht, so führt das in der Regel zur Reduzierung der Betriebsstunden zwischen zwei Wartungen und zu ungünstigerem Betriebsverhalten.

30-1-g„Dabei sind”, erklärt Patrick Sullivan, ein Instandhaltungsberater, „an Pumpen oder Armaturen in Mühlen, petrochemischen Anlagen oder in anderen Bereichen der Prozessindustrie Toleranzen gefordert, die oft in Bereichen liegen, wie sie auch für Verbrennungsmaschinen gelten. Eines der flexibelsten und am einfachsten einzusetzenden Werkzeuge zur Verbesserung des Zustandes von zylindrischen Bohrungen ist das Honen mit flexiblen kugelförmigen Körpern, das Flex-Honen. Das Werkzeug dafür sieht etwa so aus wie eine rotierende Flaschenbürste und besteht aus flexiblen Kugelkörpern, die an mit der Zentralachse verbundenen Nylonfäden befestigt sind.”

Diese Konstruktion wurde gewählt, weil schon immer beim Honen die besten Resultate erzielt wurden, wenn die Honsteine flexibel, beispielsweise auf einer Korkunterlage, an die zu bearbeitende Fläche angepresst werden.

Flex-Honen gewährleistet diesen flexiblen Anpressdruck sozusagen ,mit Fingerspitzengefühl’. Die Schleifmittelkugeln passen sich der Oberfläche an, das Werkzeug ist dadurch selbstzentrierend, selbstzustellend und auch in unrunden Bohrungen einsetzbar. Egal, ob es ums Entgraten von Querbohrungen, das Brechen von Kanten oder die Endbearbeitung von Oberflächen geht, für all das gibt es das passende Flex-Hone-Werkzeug. Die Bearbeitung ist ein Niedertemperatur- und Niederdruck-Schleifprozess, der die weitgehend ungestörte Basisstruktur des Metalls freilegt und so eine langtragende Oberfläche erzeugt, die frei ist von fragmentiertem, amorphem oder verschmiertem Metall aus der Vorbearbeitung. Dabei entsteht ein Kreuzschliff, der zwischen den tragenden Plateaus Vertiefungen für eine eventuelle Ölfilmhaftung aufweist.

Flex-Honen entfernt den Grat bei allen üblichen Werkstoffen. Lediglich wenn ein starker Grat bei Edelstahl auftritt, kann es Probleme geben: Er wird hier eventuell nur hin- und hergebogen, ohne jedoch abzureißen. Wie wirkt sich nun das Honen auf die bearbeitete Bohrung aus? Die Makrogeometrie des Zylinders wird praktisch nicht mehr verändert, der Materialabtrag ist nur sehr gering und liegt im μm-Bereich. Dafür ist der Effekt auf die Oberfläche um so größer. Glattgelaufene Zylinderoberflächen werden wieder aufgeraut, so dass der Ölfilm Haftung findet, fein gebohrte oder vorgehonte Oberflächen werden veredelt, indem die Bearbeitungsspitzen abgetragen werden und so beispielsweise Kolbenringe von Anfang an auf einer größeren Fläche tragen. Diese Endbearbeitung nennt man ,Plateau-Finish‘.

31-1„Leider gibt es beim Plateau-Honen nicht zwei genau gleiche Vorgaben,” erklärt Jim Huffman, Direktor der Salem Tools Inc. in Salem, Va. „Oft ist die Fläche entweder zu glatt oder zu rau. Das Honen mit Kugelkörpern löst solche Probleme.”

Der Flex-Hone-Prozess erzeugt somit eine für viele Anwendungen optimale Oberfläche hinsichtlich Finish, Mikrogeometrie und metallurgischer Struktur. Es entsteht ein Plateau-Finish mit hohem Traganteil und ohne die nach dem Honen mit hohem Anpressdruck oft anzutreffende ,Blechmantelbildung‘. Blechmäntel entstehen durch hohen unflexiblen Anpressdruck. Das Material wird dann nicht immer abgetragen, sondern verschoben, Bearbeitungsspitzen werden häufig einfach umgebogen. Gerade dann scheint eine Oberfläche oft sehr glatt zu sein, und eine Rauhigkeitsmessung bestätigt diesen Eindruck auch. In Wirklichkeit sind aber nur umgebogene Spitzen oder verschobene Materialschichten wie ein Blechmantel in der Bohrung. Bei mechanischer Belastung lösen sich Partikel ab und führen schnell zu erhöhtem Verschleiß. Mit Flex-Honen lassen sich jedoch in einer Endbearbeitung auch solche Flächen sanieren. Es trägt den Blechmantel ab und hinterlässt wieder die gewünschte Oberfläche mit den Plateaus.

31-2In den beiden Haupteinsatzgebieten des Flex-Honens, dem Entgraten und der Oberflächenverbesserung, ergibt sich eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten. Auch scharfe Kanten werden verrundet, was etwa bei den Kanälen von Zweitaktzylindern wichtig ist. Obwohl großkalibrige Vorrichtungen zum Flex-Honen seltener anzutreffen sind, werden sie doch zum Polieren in größeren Antrieben eingesetzt. Speziell für solche Anwendungen bietet Research Manufactoring (BRM) einen Satz von Flex-Honvorichtungen mit Kugelgrößen und Durch­messern bis über 50 Zoll an. 4 mm bis 914 mm sind die Standardgrößen.

Zur Einfachheit des Werkzeuges kommt bei Flex-Honen die Problemlosigkeit seiner Bedienung. Für die Anwendung dieses Hon- und Entgratungsverfahrens bedarf es im allgemeinen weder einer Schulung noch komplizierter Maschinen. Mit einer Handbohrmaschine kann jeder Fachmann in allen Fällen Flex-Hone erfolgreich einsetzen. Flex-Hone wird rotierend in die Bohrung eingeführt. Dabei ist darauf zu achten, dass die gewählte Größe einerseits einen ausreichenden Anpressdruck der Kugeln garantiert, andererseits diese aber nicht so weit in eventuelle Querbohrungen oder Durchbrüche gelangen, dass sie abreißen könnten oder gar die Nylonfäden an der Zylinderwand schleifen, was ebenfalls zum Abreißen der Kugeln führen würde. Die Drehzahl wird dem Durchmesser angepasst, so dass sich in Verbindung mit der Hubbewegung ein gleichmäßiger Kreuzschliff ergibt.

Nach Möglichkeit wird nass gearbeitet und dabei Honöl, Petroleum oder auch Bremsflüssigzeit eingesetzt. Das verbessert das Honbild und erhöht die Lebensdauer der Flex-Hone-Werkzeuge. Auf keinen Fall darf jedoch Lösungsmittel benutzt werden, weil davon die Nylonfäden angegriffen würden. Die Bearbeitungszeit ist sehr kurz: nur wenige Hübe, eventuell einmal mit rechtsdrehendem und einmal mit linksdrehendem Werkzeug, bringen das gewünschte Ergebnis.

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Praxistipp

Technische Parameter
Die Auswahl von Schleifmaterial, Körnung, Drehzahl, Hubzahl und Kühlmittel hängt von zahlreichen Parametern ab, die bei jedem Anwendungsfall unterschiedlich sein können. Eine Optimierung des Flex-Hone-Prozesses kann daher nur im praktischen Versuch erfolgen. Neben dem zu bearbeitenden Material bestimmt naturgemäß das gewünschte Ergebnis, aber in hohem Maße auch der vorherige Arbeitsgang die Wahl des Werkzeugs. Die hier angegebenen Werte sind daher nur als Anhaltspunkte für erste Versuche gedacht.

  • Drehzahl: etwa 400 – 900/min, je nach Durchmesser
  • Hub: etwa 60 – 80/min
  • Kühlmittel: Honöl
  • Bearbeitungsdauer etwa 10 -45s

Zur Erzielung eines Kreuzschliffs sind Drehzahl und Hub je nach gewünschtem Winkel aufeinander abzustimmen. Die zu verwendende Körnung hängt im Übrigen von der gewünschten Rauhigkeit der Oberfläche ab! Gegebenenfalls muss Entgraten und Oberflächenfinish in zwei Arbeitsgängen mit verschiedenen Körnungen durchgeführt werden.