用于產(chǎn)生至少一個(gè)通孔的方法及用于實(shí)施該方法的裝置制造方法
【專利摘要】用于在一個(gè)工件（2）的壁中產(chǎn)生至少一個(gè)通孔（3，4）的方法，該壁限定了工件（2）的一個(gè)空腔（12），該方法使用激光束（7），該激光束從外部對(duì)準(zhǔn)在壁（9）上。在此在工件（2）的空腔中施加一種漿膏狀的保護(hù)劑（13）。該保護(hù)劑（13）在通過通孔（3）延伸的激光束（7）的延長(zhǎng)線（10）上被施加到工件（2）的一個(gè)限定空腔（12）的后壁的前面。由此在通孔（3）的激光打孔時(shí)保證可靠地保護(hù)后壁（11）。
【專利說明】用于產(chǎn)生至少一個(gè)通孔的方法及用于實(shí)施該方法的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于在一個(gè)工件的壁中產(chǎn)生至少一個(gè)通孔的方法及用于實(shí)施該方法的裝置。本發(fā)明特別涉及尤其用于燃料噴射閥的噴嘴孔的制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由W02004/087364公知了一個(gè)用于在具有空腔的工件中借助激光制造通孔的方法。該公知的方法基于一個(gè)問題，即激光束在打穿工件壁后進(jìn)入空腔內(nèi)并射到工件的對(duì)立壁上。由此激光在壁被打孔后激光也將損傷該打出的孔對(duì)面的壁。因此在該公知方法中在空腔中設(shè)置一個(gè)保護(hù)部件，以使得在由激光器產(chǎn)生的激光束打出孔后該激光束通過工件壁照射到保護(hù)部件上及在工件內(nèi)壁與保護(hù)部件之間具有一個(gè)給定的最小距離。這里該最小距離大于或等于0.1_。為了避免激光束照射在該噴射孔對(duì)面的壁上，例如可在盲孔中松弛地置入一個(gè)滾珠形式的保護(hù)部件。當(dāng)現(xiàn)在激光束穿透噴嘴的壁射入時(shí)，它將照射在滾珠上，該滾珠被設(shè)置在空腔中帶有通孔的壁與對(duì)面的壁之間。由此在滾珠中形成了一個(gè)缺口。通過滾珠與空腔內(nèi)壁之間的距離可避免:通過照射在滾珠上的激光束從滾珠溶出的材料直接地回噴到通孔中并沉積在那里。
[0003]該由W02004/087364公知的方法具有其缺點(diǎn)，即該保護(hù)部件-它例如被構(gòu)成滾珠-通過激光束逐漸不斷地被打孔。由此導(dǎo)致保護(hù)部件愈來愈強(qiáng)的損壞，以致必需定期地更換它。在一定情況下保護(hù)部件的一部分也可打離，以致保護(hù)部件的區(qū)段被分開及作為不希望的殘余物留在被加工工件的空腔內(nèi)。在制造時(shí)則必需注意這種殘余物的可靠排除。此外存在一個(gè)問題，即在打孔時(shí)回噴出的保護(hù)部件的材料沉積在通孔附近的不利位置上，例如在閥座面上，或統(tǒng)計(jì)地看盡管有距離但偶爾仍可沉積在通孔旁或通孔中。因此導(dǎo)致一定量的廢品，它們僅可通過逐個(gè)的檢驗(yàn)才能可靠地識(shí)別出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]相比之下根據(jù)具有權(quán)利要求1的特征的方法及具有權(quán)利要求9的特征的裝置具有其優(yōu)點(diǎn)，即工件壁中通孔的制造得到改進(jìn)。尤其能以保持不變的質(zhì)量及在多個(gè)工序上不間斷的節(jié)奏來實(shí)施該方法。此外可改善該方法的實(shí)施質(zhì)量。
[0005]通過從屬權(quán)利要求中所述的措施可得到在權(quán)利要求1中給出的方法及在權(quán)利要求9中給出的裝置的有利的進(jìn)一步構(gòu)型。
[0006]有利的是，工件的空腔至少沿通過通孔延伸的激光束的延長(zhǎng)線被填入漿膏狀的保護(hù)劑。此外有利的是，在借助激光束進(jìn)行通孔的激光打孔期間向空腔中補(bǔ)充輸入漿膏狀的保護(hù)劑。該漿膏狀的保護(hù)劑與液態(tài)的保護(hù)劑不同地不能通過激光打孔的通孔流出。這就允許在工件上形成多個(gè)通孔。在一定情況下通過已打孔的通孔逸出的保護(hù)劑由于單位時(shí)間小的逸出量可相對(duì)簡(jiǎn)單地補(bǔ)充輸入。此外在一定情況下通過激光束加熱的保護(hù)劑可蒸發(fā)，其中可形成蒸汽泡。蒸發(fā)的保護(hù)劑也可被使用，其中氣泡和?；蛘羝萦直粩D壓掉。在此情況下有利的還在于，漿膏狀的保護(hù)劑借助一個(gè)輸送壓力被輸送到工件的空腔中，該壓力足夠地大，以便使由激光在漿膏狀的保護(hù)劑中產(chǎn)生的氣泡和/或蒸汽泡再被擠壓掉。
[0007]此外有利的是，漿膏狀的保護(hù)劑具有金屬顆粒。由此可有針對(duì)性地影響激光的散射。另外有利的是，漿膏狀的保護(hù)劑具有玻璃纖維段。這同樣能作到對(duì)散射的影響。尤其是玻璃纖維的長(zhǎng)度及直徑可被調(diào)整到激光的波長(zhǎng)上。
[0008]有利的還在于，漿膏狀的保護(hù)劑基于水溶液中或非水的彌散劑中的一種陶瓷粉未來構(gòu)成，在其中添入了金屬顆?；虿ＡЮw維段。此外這里陶瓷粉未的粒度分布可相對(duì)激光的波長(zhǎng)以有利的方式來調(diào)整。在此情況下粒度或粒度分布的范圍可在激光波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí)上，以改善散射。在一定情況下陶瓷粉未也可被預(yù)給定至少部分地具有在激光波長(zhǎng)的十倍至二十倍的數(shù)量級(jí)中的粒度分布。由此一方面可有針對(duì)性地影響散射特性及另一方面影響漿膏狀的保護(hù)劑的粘性。
[0009]有利地還在于，輸送漿膏狀的保護(hù)劑的輸送裝置部分地導(dǎo)入工件的空腔中；空腔的工作部分通過輸送裝置限定；及空腔的工作部分通過輸送裝置填充漿膏狀的保護(hù)劑。由此在加工期間可有利地補(bǔ)充已消耗的保護(hù)劑。因此可在消耗小的情況下實(shí)現(xiàn)保護(hù)劑的最佳利用。
[0010]在打出一個(gè)通孔或多個(gè)通孔后可沖洗掉殘余的漿膏狀的保護(hù)劑。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]在以下的說明中將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。附圖表示:
[0012]圖1以扼要的、概示的截面圖表示一個(gè)工件及根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于實(shí)施在該工件的壁中產(chǎn)生至少一個(gè)通孔的方法的裝置。
[0013]具體實(shí)施形式
[0014]圖1以扼要的、概示的截面圖表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的裝置I及一個(gè)工件
2。這里該裝置I用于實(shí)施在工件2中產(chǎn)生通孔的方法。該方法特別適合于設(shè)置用作燃料噴射閥的噴嘴體的噴嘴孔的通孔。裝置I尤其適合于實(shí)施這種方法。但根據(jù)本發(fā)明的裝置I及根據(jù)本發(fā)明的方法也適用于其它的應(yīng)用場(chǎng)合。
[0015]工件2例如可被配備為噴嘴體2。這里示范地表示出工件2中的通孔3，4。
[0016]裝置I具有一個(gè)概要表示的激光裝置5及一個(gè)概要表示的輸送裝置6。這里輸送裝置6示范地表示為螺旋式輸送機(jī)，但并不限制在該構(gòu)型上。
[0017]激光裝置5產(chǎn)生一個(gè)激光束7，該激光束以方向8照射在工件2上。這里激光束7聚焦在通孔3的位置上或該激光束為了在工件2的壁9中產(chǎn)生通孔3而聚焦。在方向8上得到一個(gè)通過通孔3延伸的激光束7的延長(zhǎng)線10。該激光束7的延長(zhǎng)線10遇在工件2的后壁11上。在此情況下得到一個(gè)涉及壁9及激光束7的方向8的后壁11的概念。這里激光束7僅應(yīng)該在壁9中產(chǎn)生通孔3，而后壁11應(yīng)保持未受傷害。
[0018]在壁9與后壁11之間具有工件2的一個(gè)空腔12。產(chǎn)生出的通孔3，4通入空腔12，以致例如當(dāng)工件2用作燃料噴射閥的噴嘴體時(shí)，燃料可通過通孔3，4噴射到一個(gè)內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中或類似地噴射。
[0019]輸送裝置6將一種漿膏狀的保護(hù)劑13輸送到空腔12中。這里該漿膏狀的保護(hù)劑13基于水溶液中的一種陶瓷粉未。在此情況下該陶瓷粉未的粒度分布被調(diào)整在激光束7的波長(zhǎng)上。例如陶瓷粉未的至少一部分可具有在激光束7的波長(zhǎng)數(shù)量級(jí)中的粒度分布，以便實(shí)現(xiàn)高的散射。陶瓷粉未的另一部分也可具有在激光束7的波長(zhǎng)的十倍至二十倍的數(shù)量級(jí)中的粒度分布。由此可有利地影響漿膏狀的保護(hù)劑13的稠度。
[0020]漿膏狀的保護(hù)劑13 —方面保證對(duì)后壁11的保護(hù)，因?yàn)檎丈涞募す馐?不能通過漿膏狀的保護(hù)劑13達(dá)到后壁11。此外保護(hù)劑13由于其稠度將盡量保持在空腔12以內(nèi)及不會(huì)以小速率例如通過通孔4由空腔12中逸出。由此該方法也適合在單個(gè)工件2中產(chǎn)生出多個(gè)通孔3，4。這例如在液體、尤其水的情況下是不可能的，因?yàn)樗畬⒁愿咚俾释ㄟ^通孔4流出。此外在水中將產(chǎn)生出大量的蒸汽泡。如果在漿膏狀的保護(hù)劑13中形成氣泡和/或蒸汽泡，則它們可通過輸送到工件2的空腔12中的漿膏狀的保護(hù)劑13的輸送壓力被擠壓掉。因此保證了對(duì)后壁11的可靠保護(hù)。此外保證了該方法的經(jīng)濟(jì)實(shí)施。為了進(jìn)一步改善漿膏狀的保護(hù)劑13的保護(hù)作用，這例如涉及到激光束7的高能量密度，可對(duì)漿膏狀的保護(hù)劑13添加其它的組分。例如該漿膏狀的保護(hù)劑13可具有金屬的顆粒。附加地或變換地該漿膏狀的保護(hù)劑13也可具有玻璃纖維段。在此情況下這種玻璃纖維段的長(zhǎng)度及直徑可調(diào)整在激光束7的波長(zhǎng)上。
[0021]因此為了借助激光裝置5打出通孔3，4也可使用具有波長(zhǎng)在266nm與1.5 μ m之間的固體激光器。由此尤其可打出具有直徑在0.05_至約0.3_范圍中的構(gòu)成微孔3，4的通孔3，4。由此為了打孔可利用其更好的輻射質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)。此外該激光裝置5可產(chǎn)生非常短的，大強(qiáng)度的激光脈沖，該脈沖可實(shí)現(xiàn)工件2的有利的加工。這里對(duì)后壁11的保護(hù)可通過漿膏狀的保護(hù)劑13來可靠地保證。
[0022]漿膏狀的保護(hù)劑13例如也可借助一種壓延機(jī)，可能的話在使用一個(gè)吹管的情況下被壓入工件2的空腔12。通過可用添加金屬顆粒達(dá)到的可能高粘性的稠度，可將吸收作用提升到一個(gè)水平上，該水平在液體、尤其水以上。這里漿膏狀的保護(hù)劑13的蒸發(fā)可通過連續(xù)的再擠壓來補(bǔ)償。同樣地也可補(bǔ)償經(jīng)過已打出的孔4逸出等出現(xiàn)的損耗。
[0023]通過添加金屬顆粒，玻璃纖維段等可使所提供的吸收橫截面適配于所產(chǎn)生的激光束7。因此即使在到后壁11距離小的情況下也可保證對(duì)后壁11的保護(hù)。
[0024]在工件2中成型出通孔3，4后可通過水洗或氣吹除去殘留的漿膏狀的保護(hù)劑13。
[0025]本發(fā)明并不被限制在所述的實(shí)施例上。
【權(quán)利要求】
1.用于在一個(gè)工件(2)的壁(9)中產(chǎn)生至少一個(gè)通孔(3)的方法，該壁限定了工件(2)的一個(gè)空腔(12)，其中一個(gè)激光束(7)從外部對(duì)準(zhǔn)在壁(9)上，其特征在于:在工件(2)的空腔(12)中施加一種漿膏狀的保護(hù)劑(13);及該保護(hù)劑(13)在空腔(12)中至少部分地在通過通孔(3)延伸的激光束(7)的延長(zhǎng)線(10)上被施加到工件(2)的一個(gè)限定空腔(12)的后壁(11)的前面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于:工件(2)的空腔(12)至少沿通過通孔(3)延伸的激光束(7 )的延長(zhǎng)線(10 )被填入漿膏狀的保護(hù)劑(13 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于:至少在借助激光束(7)進(jìn)行通孔(3)的激光打孔期間向空腔(12)中補(bǔ)充輸入漿膏狀的保護(hù)劑(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于:在所述壁(9)中和/或在工件(2)的另一壁(9)中借助激光束(7)通過激光打孔產(chǎn)生多個(gè)通孔(3，4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的方法，其特征在于:漿膏狀的保護(hù)劑(13)具有金屬顆粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的方法，其特征在于:漿膏狀的保護(hù)劑(13)具有玻璃纖維段。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其特征在于:漿膏狀的保護(hù)劑(13)基于水溶液中或非水的彌散劑中的一種陶瓷粉未來構(gòu)成，在其中添入了金屬顆?；虿ＡЮw維段。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7中任一項(xiàng)的方法，其特征在于:漿膏狀的保護(hù)劑(13)借助一個(gè)輸送壓力被輸送到工件(2)的空腔(12)中，該輸送壓力將由激光束(7)在漿膏狀的保護(hù)劑(13)中產(chǎn)生的氣泡和/或蒸汽泡擠壓掉。
9.用于實(shí)施具有根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的特征的方法的裝置，其中，設(shè)有一個(gè)輸送裝置(6)，它用于將漿膏狀的保護(hù)劑(13)輸送到工件(2)的空腔(12)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于:輸送漿膏狀的保護(hù)劑(13)的輸送裝置部分地導(dǎo)入空腔(12)中；空腔(12)的工作部分通過輸送裝置(6)限定；及空腔(12)的工作部分通過輸送裝置填充漿膏狀的保護(hù)劑(13)。
【文檔編號(hào)】F02M61/16GK103635281SQ201280033074
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月5日
【發(fā)明者】T·鮑爾, J·柯尼希 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司