DE102015226607A1

DE102015226607A1 - Method for producing a line section of a hydraulic line

Info

Publication number: DE102015226607A1
Application number: DE102015226607.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Guender; Jan Lukas Bierod; Stefan Broedner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2017-06-29
Also published as: CN107030282A; CN107030282B

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Leitungsabschnittes (1) einer Hydraulikleitung (2) vorgeschlagen, wobei zumindest einen Kanal (3) und eine den Kanal (3) umgebende und räumlich begrenzte Dichtungsfläche (4) erzeugt wird. Das Verfahren ist gekennzeichnet mit wenigstens folgenden Schritten: (a.) Bereitstellen einer Schicht (5) losen Materials (6) auf einem Untergrund (7), (b.) Verbinden der Schicht (5) zu einem Festkörper (8) mittels eines hochenergetischen Strahls (9), der einen vorgegebenen Pfad (10) entlang der Schicht (5) geführt wird, (c.) Wiederholen der Schritte (a.) und (b.), (d.) wobei der Pfad (10) im Bereich der Dichtungsfläche (4) so gewählt ist, dass dieser eine Grenze (11) der Dichtungsfläche (4) nicht berührt.A method for producing a line section (1) of a hydraulic line (2) is proposed, wherein at least one channel (3) and a sealing surface (4) surrounding the channel (3) and produced in a spatially limited manner are produced. The method is characterized by at least the following steps: (a.) Providing a layer (5) of loose material (6) on a substrate (7), (b.) Bonding the layer (5) to a solid (8) by means of a high-energy Beam (9) guided along a predetermined path (10) along the layer (5), (c.) Repeating steps (a.) And (b.), (D.) Where the path (10) is in the range the sealing surface (4) is selected so that it does not touch a boundary (11) of the sealing surface (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Leitungsabschnitts einer Hydraulikleitung, die einen Kanal und eine um den Kanal herum ausgebildete, räumlich begrenzte Dichtungsfläche aufweist. Die Erfindung findet insbesondere Anwendung bei Hydraulikblöcken, die genutzt werden, um ein unter Hochdruck stehendes Fluid, insbesondere Öl, zu fördern. The present invention relates to a method of manufacturing a pipe section of a hydraulic line having a channel and a sealing surface formed around the channel. The invention has particular application to hydraulic blocks that are used to deliver high pressure fluid, particularly oil.

Die Erfindung findet insbesondere Anwendung bei Ventilgehäuseblöcken beziehungsweise Ventilen. Das Ventil wird üblicherweise auf einen Steuerblock aufgeschraubt und ist an einer Anschlussfläche mit einer im Steuerblock ausgebildeten hydraulischen Leitung verbunden. An die Anschlussflächen der Ventile münden dann die Fluidkanäle. Die Mündungen sind von Ringnuten umgeben, in die elastische Dichtungsringe (insbesondere zur axialen Abdichtung) eingelegt sind. Die Dichtungsringe sind z. B. mit einem Elastomer gebildet und/oder nach Art eines O-Rings mit einem vorgegebenen Innendurchmesser und einem sogenannten Schnurdurchmesser geformt. Der Schnurdurchmesser liegt für den hier beschriebenen Anwendungsfall bevorzugt im Bereich von ca. 1 mm bis 7 mm [Millimeter]. The invention finds particular application in valve body blocks or valves. The valve is usually screwed onto a control block and is connected at a connection surface with a hydraulic line formed in the control block. At the connection surfaces of the valves then open the fluid channels. The mouths are surrounded by annular grooves, in the elastic sealing rings (in particular for axial sealing) are inserted. The sealing rings are z. B. formed with an elastomer and / or shaped in the manner of an O-ring having a predetermined inner diameter and a so-called cord diameter. The cord diameter is for the application described here preferably in the range of about 1 mm to 7 mm [millimeters].

Bisher war bekannt, Hydraulikblöcke aus Aluminium, Guss oder Stahl spanend aus dem Vollmaterial zu fertigen. Hierbei wurden die Strömungskanäle und Passungen beispielsweise mittels Bohren und/oder Schleifen hergestellt. Problematisch bei der Herstellung solcher Dichtungsflächen ist zudem, dass diese dann regelmäßig eine Nacharbeit erfordern. Eine derartige Herstellung von Hydraulikblöcken beziehungsweise Gehäusebauteilen mit einem Leitungsabschnitt einer Hydraulikleitung ist technisch relativ aufwändig und damit auch zeit- und kostenintensiv. So far, it was known to manufacture hydraulic blocks made of aluminum, cast iron or steel machined from the solid material. Here, the flow channels and fits were made for example by drilling and / or grinding. Another problem with the production of such sealing surfaces is that they then require regular reworking. Such a production of hydraulic blocks or housing components with a line section of a hydraulic line is technically relatively complex and therefore time consuming and costly.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Herstellungsverfahren angegeben werden, mit dem derartige Leitungsabschnitte einer Hydraulikleitung einfacher, kostengünstiger und/oder mit einer vordefinierten, hochwertigen Oberfläche fertigbar sind. On this basis, it is an object of the present invention, at least partially solve the problems described with reference to the prior art. In particular, a production method is to be specified with which such line sections of a hydraulic line can be manufactured in a simpler, more cost-effective manner and / or with a predefined, high-quality surface.

Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, weitere Ausgestaltungen des Verfahrens aufzeigen und in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise mit den Merkmalen der Patentansprüche kombinierbar sind. These objects are achieved by a method according to the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the method are specified in the dependent claims. It should be noted that the description, in particular in connection with the figures, show further embodiments of the method and can be combined in any, technologically meaningful, manner with the features of the claims.

Zur Lösung der Aufgaben trägt insofern ein Verfahren zur Herstellung eines Leitungsabschnitts einer Hydraulikleitung bei, wobei zumindest ein Kanal und eine den Kanal umgebende und räumlich begrenzte Dichtungsfläche hergestellt wird und welches wenigstens folgende Schritte umfasst:

a. Bereitstellen einer Schicht losen Materials auf einem Untergrund,
b. Verbinden der Schicht zu einem Festkörper mittels eines hochenergetischen Strahls, der einem vorgegebenen Pfad entlang der Schicht folgt,
c. Wiederholen der Schritte a. und b.,
d. wobei der Pfad im Bereich der Dichtungsfläche so gewählt ist, dass dieser eine Grenze der Dichtungsfläche nicht berührt.

In order to achieve the objects, a method for producing a line section of a hydraulic line is provided, wherein at least one channel and a sealing surface surrounding the channel is produced and which comprises at least the following steps:

a. Providing a layer of loose material on a substrate,
b. Bonding the layer to a solid by means of a high energy beam following a given path along the layer,
c. Repeat steps a. and b.,
d. wherein the path in the region of the sealing surface is chosen such that it does not touch a boundary of the sealing surface.

Bei dem hier vorgeschlagenen Verfahren findet insbesondere ein sogenanntes „rapid prototyping“ oder auch „generatives“ Verfahren zur Herstellung von Festkörpern Anwendung. Hierunter sind insbesondere „solid free from fabrication methods“ verstanden, die Methoden zur Herstellung des Bauteils unmittelbar aus Computerdaten betreffen, wie insbesondere das sogenannte Elektronstrahlschmelzen, die Stereolithographie, das selektive Lasersintern und dergleichen. In the method proposed here, in particular a so-called "rapid prototyping" or "generative" process for the production of solids is used. These are in particular understood to be "solid free from fabrication methods", which relate to methods for producing the component directly from computer data, in particular so-called electron beam melting, stereolithography, selective laser sintering and the like.

Ganz besonders bevorzugt ist das Verfahren als Selektives Laserschmelzen (SLM) ausgeführt. Beim SLM-Verfahren handelt es sich um ein „rapid prototyping“ Verfahren, das ausschließlich für die Fertigung von Metall verwendet wird. Wie beim 3D-Druck werden die Bauteile im Schichtbauverfahren aufgebaut (auch „additive manufacturing“ genannt). Die Herstellung der Bauteile erfolgt mit dem Laserstrahlschmelzen. Anders als beim Selektiven Lasersintern (SLS) wird beim Selektiven Laserschmelzen (SLM) das Materialpulver nicht gesintert. Beim SLM-Verfahren wird das Materialpulver direkt an dem Bearbeitungspunkt durch die Wärmeenergie eines Laserstrahls lokal aufgeschmolzen. Das Pulvermaterial wird bis knapp unter die Schmelztemperatur erhitzt, wobei dies unter Schutzgas erfolgen kann, damit das Material nicht oxidiert. Most preferably, the process is carried out as Selective Laser Melting (SLM). The SLM process is a "rapid prototyping" process that is used exclusively for the production of metal. As in the case of 3D printing, the components are built up in the layer-building process (also called "additive manufacturing"). The production of the components takes place with the laser beam melting. Unlike Selective Laser Sintering (SLS), Selective Laser Melting (SLM) does not sinter the material powder. In the SLM process, the material powder is locally melted directly at the processing point by the heat energy of a laser beam. The powder material is heated to just below the melting temperature, which can be done under inert gas, so that the material does not oxidize.

Zu diesem Zweck wird zunächst gemäß Schritt a. eine Schicht losen Materials auf einem Untergrund bereitgestellt. Die Schichthöhe kann hierbei bedarfsorientiert eingestellt werden, wobei die Schichthöhe bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 0,05 mm [Millimeter] beträgt. Als „loses Material“ kommt insbesondere ein Pulver in Betracht, ganz besonders bevorzugt ein metallisches Pulver. Ganz besonders bevorzugt, insbesondere im Hinblick auf den bevorzugten Hydraulik-Anwendungsbereich, wird ein metallisches Pulver der folgenden Art eingesetzt:

– Material: Cr-Ni-Stahl (z. B. Werkstoffnr. 1.2709/X3NiCoMoTi18-9-5)
– Pulvergröße: 0,01 bis 0,05 mm [Millimeter]

For this purpose, according to step a. provided a layer of loose material on a substrate. In this case, the layer height can be adjusted as required, the layer height preferably being in the range from 0.01 to 0.05 mm [millimeter]. As a "loose material" is in particular a powder into consideration, most preferably a metallic powder. Most preferably, in particular with regard to the preferred hydraulic application, a metallic powder of the following type is used:

- Material: Cr-Ni steel (eg material No. 1.2709 / X3NiCoMoTi18-9-5)
- Powder size: 0.01 to 0.05 mm [mm]

Auch wenn das lose Material grundsätzlich unter bzw. in einem Fluid bereitgestellt werden kann, wird bevorzugt eine Bereitstellung in einer üblichen Umgebungsbedingung (Atmosphäre) abgelegt. Even if the loose material can basically be provided under or in a fluid, provision is preferably made in a usual ambient condition (atmosphere).

Gemäß Schritt b. wird zumindest ein Teil des losen Materials beziehungsweise ein vorgegebener Bereich der Schicht mittels eines hochenergetischen Strahls zu einem Festkörper verbunden. Hierzu dient der hochenergetische Strahl insbesondere dazu, das lose Material zumindest teilweise aufzuschmelzen und mit benachbarten Materialkomponenten eine dauerhafte Verbindung einzugehen. Dies betrifft einerseits das Material der obersten (Deck-)Schicht, sowie gegebenenfalls das Material einer darunter liegenden (Sub-)Schicht, sofern die Schritte a. und b. bereits schon mindestens einmal ausgeführt wurden. Üblicherweise kommt als hochenergetischer Strahl ein Laserstrahl oder ein Elektronenstrahl zum Einsatz. Der hochenergetische Strahl wird hierbei während des Verbindens entlang eines vorgegebenen (von dem Computer gesteuerten beziehungsweise geregelten) Pfads über bzw. auf der (Deck-)Schicht geführt. Der Pfad kann ununterbrochen sein, es ist aber auch möglich, dass in verschiedenen Bereichen der Schicht separate Pfade mit dem hochenergetischen Strahl abgefahren werden. According to step b. At least a part of the loose material or a predetermined area of the layer is connected to a solid by means of a high-energy beam. For this purpose, the high-energy beam is used in particular to at least partially melt the loose material and to enter into a permanent connection with adjacent material components. On the one hand, this concerns the material of the uppermost (cover) layer, and optionally the material of an underlying (sub) layer, provided that steps a. and b. have already been run at least once. Usually, a laser beam or an electron beam is used as the high-energy beam. The high energy beam is guided during bonding along a predetermined path (controlled by the computer) over or over the (cover) layer. The path can be uninterrupted, but it is also possible that separate paths are traversed with the high-energy beam in different areas of the layer.

Zum Aufbau des gewünschten Bauteils einschließlich des Leitungsabschnitts werden diese Schritte a. und b. entsprechend der Dimensionen des Bauteils wiederholt. Auf diese Weise wird übereinander Schicht um Schicht ergänzt und mit dem hochenergetischen Strahl überarbeitet. Diese Wiederholung der Schritte a. und b. erfolgt insbesondere so oft, bis auch die Dichtungsfläche (außen an dem Festkörper) fertig ausgebildet ist. To build the desired component including the line section, these steps are a. and b. repeated according to the dimensions of the component. In this way, layer by layer is added to each other and reworked with the high-energy beam. This repetition of steps a. and b. takes place in particular until the sealing surface (on the outside of the solid body) is finished.

Gemäß Schritt d. wird vorgeschlagen, dass der Pfad des hochenergetischen Strahls im Bereich der Dichtungsfläche so gewählt ist, dass diese eine Grenze der Dichtungsfläche nicht berührt. Mit anderen Worten bedeutet dies auch, dass die Dichtungsfläche um die Hydraulikleitung herum räumlich durch beispielsweise eine innere (kreisrunde) Grenze und eine radial außen von einer weiteren (kreisrunden) Grenze definiert ist, und der hochenergetische Stahl diese Grenze(n) nicht schneidet oder überstreicht. Auch im Bereich der Dichtungsfläche kann der Pfad ununterbrochen oder segmentiert sein. Dies heißt mit anderen Worten insbesondere auch, dass der hochenergetische Strahl im Bereich der Dichtungsfläche das lose Material wenigstens teilweise bearbeitet (z. B. erhitzt, anschmelzt oder aufschmelzt), und somit dort ein gegebenenfalls erwünschtes Oberflächenprofil erzeugt, das sich aber nicht bis hin unmittelbar an die Grenze beziehungsweise die beiden Grenzen der Dichtungsfläche hin erstreckt. According to step d. It is proposed that the path of the high-energy jet in the region of the sealing surface is chosen such that it does not touch a boundary of the sealing surface. In other words, this also means that the sealing surface around the hydraulic line is spatially defined by, for example, an inner (circular) boundary and a radially outer from another (circular) boundary, and the high energy steel does not intersect or sweep that boundary (s) , Also in the area of the sealing surface, the path can be continuous or segmented. In other words, this also means, in particular, that the high-energy beam in the area of the sealing surface at least partially processes (eg heats, melts or melts) the loose material, and thus produces an optionally desired surface profile there, but not right up to the immediate vicinity extends to the limit or the two boundaries of the sealing surface.

Bevorzugt ist weiterhin, dass der Pfad des hochenergetischen Strahls während des Schrittes b. zeilenförmig und während des Schrittes d. mit einer hiervon abweichenden Pfadkontur geführt wird. Ganz besonders bevorzugt ist, dass die zu schmelzenden losen Materialien außerhalb des Bereichs der Dichtungsfläche (axial und/oder radial) in einem Zeilenmuster des Strahls abgefahren werden. Dabei ist möglich, dass sich Zeilen (axial) benachbarter Schichten überlagern. Gegebenenfalls kann auch vorgesehen sein, dass in einer Schicht mehrere zeilenförmige Pfade gebildet sind, die gegebenenfalls zonenweise zueinander geneigt, beziehungsweise in derselben Ebene senkrecht zueinander orientiert sind. Offensichtlich soll mit der Charakterisierung „zeilenförmig“ insbesondere zum Ausdruck gebracht werden, dass der Strahl entlang gerader Bahnabschnitte geführt wird, die beispielsweise zueinander parallel sind. Der Anteil der gradlinigen Pfadabschnitte bezogen auf den Gesamtpfad bei einer zeilenförmigen Pfadkontur beträgt insbesondere mindestens 90 %. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass der mittels des hochenergetischen Strahls (theoretisch) erreichbare beziehungsweise überfahrbare Bereich des Untergrunds in eine Vielzahl von Zonen aufgeteilt ist, in denen jeweils zeilenförmige Pfade abgefahren werden. Die Pfadkontur des hochenergetischen Strahls während der Herstellung der Dichtungsfläche ist jedoch hiervon abweichend abgebildet, also insbesondere nicht zeilenförmig. Dies muss nicht für die gesamte Dichtungsfläche gelten, ist jedoch insbesondere im Bereich nahe einer Grenz der Dichtungsfläche bevorzugt. It is furthermore preferred that the path of the high-energy beam during step b. in a row and during the step d. is guided with a deviating path contour. It is particularly preferred that the loose materials to be melted are traversed outside the region of the sealing surface (axially and / or radially) in a line pattern of the jet. It is possible that overlap rows (axially) adjacent layers. Optionally, it can also be provided that a plurality of line-shaped paths are formed in a layer, which are optionally inclined zonally to each other, or oriented perpendicular to each other in the same plane. Obviously, the characterization "line-shaped" should in particular express that the beam is guided along straight track sections which are parallel to one another, for example. The proportion of straight-line path sections relative to the total path in the case of a line-shaped path contour is in particular at least 90%. In particular, it can also be provided that the area of the substrate that can be reached or moved over by means of the high-energy beam (theoretically) is divided into a plurality of zones, in each of which line-shaped paths are traversed. However, the path contour of the high-energy beam during the production of the sealing surface is shown differently, that is to say in particular not in the form of a line. This need not apply to the entire sealing surface, but is particularly preferred in the region near a boundary of the sealing surface.

Als vorteilhaft wird angesehen, dass der Pfad während Schritt d. wenigstens einen Krümmungsabschnitt hat. Im Gegensatz zur zeilenförmigen Ausgestaltung des Pfads in übrigen Bereichen fährt der Pfad hier beispielsweise einen Bogenabschnitt ab, hat also einen Krümmungsabschnitt, der einen Krümmungsradius kleiner Unendlich hat. So ist beispielsweise möglich, dass die Dichtungsfläche zumindest bereichsweise mit einem Pfad des hochenergetischen Stahls verfestigt wird, welcher spiralförmig um den Kanal herum verläuft. It is considered advantageous that the path during step d. has at least one curvature section. In contrast to the line-shaped design of the path in other areas of the path here, for example, from an arc section, so has a curvature section having a radius of curvature small infinity. For example, it is possible that the sealing surface is at least partially solidified with a path of high-energy steel, which spirally extends around the channel.

Ganz besonders bevorzugt ist, dass der Pfad während Schritt d. wenigstens einen Kreis umfasst, der um den Kanal verläuft. Ganz besonders bevorzug ist hierbei, dass der Pfad während Schritt d. eine Mehrzahl konzentrischer Kreise umfasst. Somit kann insbesondere erreicht werden, dass ein Pfad beziehungsweise mehrere Pfade relativ zu den Grenzen der Dichtungsfläche mit gleichem Abstand zueinander ausgeführt werden können. It is particularly preferred that the path during step d. includes at least one circle that runs around the channel. It is particularly preferred that the path during step d. a plurality of concentric circles. Thus, it can be achieved, in particular, that one path or several paths relative to the boundaries of the sealing surface can be embodied with the same distance from each other.

Diese Ausprägung des Schrittes d. hat insbesondere den Effekt, dass im Einsatz ggf. dorthin gelangendes Hydraulikfluid entlang der Pfade geführt werden kann bzw. diese Barrieren bilden, so dass dieses die gegenüberliegende Grenze der Dichtungsfläche nicht erreicht. This expression of step d. In particular, it has the effect that hydraulic fluid reaching there in use may be guided along the paths or form these barriers that this does not reach the opposite boundary of the sealing surface.

Darüber hinaus wird als vorteilhaft angesehen, dass der Pfad in radialer Richtung ausgehend von dem Kanal einen Mindestabstand aufweist, der im Bereich vom 3-fachen bis zum 20-fachen einer Breite des Strahl-Einwirkbereichs liegt. Ein solcher Mindestabstand gewährleistet insbesondere, dass mittels des hochenergetischen Strahls bei der Fertigstellung der Dichtungsfläche die Grenzen nicht unerwünscht verändert beziehungsweise mitbearbeitet werden. Insofern bleiben die Grenzen der Dichtungsfläche unberührt und gemäß den vorherigen Verfahrensschritten unverändert aufrechterhalten. Bevorzugt beträgt der Mindestabstand zumindest zu einer Grenze der Dichtungsfläche zwischen 0,5 und 2 mm [Millimeter]. In addition, it is considered advantageous that the path in the radial direction, starting from the channel has a minimum distance which is in the range of 3 times to 20 times a width of the beam exposure range. Such a minimum distance ensures in particular that by means of the high-energy beam during the completion of the sealing surface, the limits are not undesirable changed or co-processed. In this respect, the boundaries of the sealing surface remain untouched and maintained unchanged according to the previous method steps. Preferably, the minimum distance is at least to a limit of the sealing surface between 0.5 and 2 mm [millimeters].

Darüber hinaus wird als vorteilhaft angesehen, dass Schritt d. nur in einer Minderheit der Schritte c. durchgeführt wird. Wird also das Verfahren zur Herstellung eines gesamten Bauteils mit dem Leitungsabschnitt einer Hydraulikleitung verwendet, so werden regelmäßig eine Vielzahl von Wiederholungen des Schichtaufbaus und der Schichtverfestigung durchgeführt werden, wobei die spezielle Führung des hochenergetischen Strahls entlang eines vom Zeilenmuster abweichenden Pfads nur in wenigen Schichten durchgeführt, wobei dies insbesondere am Ende des gesamten Herstellungsverfahrens entsprechend angepasst sind. In addition, it is considered advantageous that step d. only in a minority of steps c. is carried out. Thus, if the method for producing an entire component with the line section of a hydraulic line is used, a large number of repetitions of the layer structure and the layer solidification will be carried out regularly, wherein the special guidance of the high-energy beam along a path deviating from the line pattern is carried out only in a few layers, this being particularly adapted at the end of the entire manufacturing process.

Ganz besonders bevorzugt ist hierbei, dass Schritt d. in maximal den letzten 5 Wiederholungen gemäß Schritt c. durchgeführt wird, also z. B. bei der Erzeugung der letzten 5, 4, 3 oder 2 Schichten, die die Dichtungsfläche final ausbilden. It is particularly preferred here that step d. in a maximum of the last 5 repetitions according to step c. is performed, so z. Example, in the generation of the last 5, 4, 3 or 2 layers that form the sealing surface final.

In Schritt d. wird insbesondere ein Oberflächenprofil an der Dichtungsfläche ausgebildet beziehungsweise geformt, das sich von anderen Bereichen des Festkörpers unterscheidet. Das „Oberflächenprofil“ kann hierbei einerseits die Oberflächengüte (Rauigkeit, etc.) und/oder auch Formelemente (Rillen, Fugen, etc.) betreffen. Das bedeutet mit anderen Worten insbesondere auch, dass mittels des Pfads des hochenergetischen Strahls eine gewünschte Oberflächenprofilierung erreicht wird. So kann beispielsweise eingestellt sein, dass im Bereich der Dichtungsfläche und in radialer Richtung schauend, das Oberflächenprofil mit der größten Rauigkeit geformt wird. In step d. In particular, a surface profile is formed or formed on the sealing surface, which differs from other regions of the solid. The "surface profile" may relate on the one hand to the surface quality (roughness, etc.) and / or also to form elements (grooves, joints, etc.). In other words, this also means in particular that a desired surface profiling is achieved by means of the path of the high-energy beam. For example, it may be set that, in the region of the sealing surface and in the radial direction, the surface profile is formed with the greatest roughness.

Ganz besonders findet das Verfahren Anwendung zur Herstellung eines Gehäuses mit einer Mehrzahl von Hydraulikleitungen. Ein solches Gehäuse kann auch als Hydraulikblock bezeichnet werden. An beziehungsweise in dem Gehäuse können weitere (separate) Leitungsabschnitte, Ventile und dergleichen angeschlossen werden, wobei eine Dichtung zwischen dem Gehäuse und den angrenzenden Elementen über ein an der Dichtungsfläche anliegendes Dichtungselement realisiert wird. Die bevorzugte Anwendung des Gehäuses bzw. die Anforderungen an die Dichtungsflächen können anhand folgender Charakteristika veranschaulicht werden:

– Hydraulikflüssigkeit: Öl
– maximaler Arbeitsdruck: 50 bis 400 bar (statisch oder dynamisch)
– maximaler Volumenstrom: bis 100 l/min [Liter pro Minute]
– Arbeitstemperaturbereich: –30 bis +80 °C
– Viskositätsbereich: 2,8–500 mm²/s [Quadratmillimeter pro Sekunde]

More particularly, the method finds application for the manufacture of a housing having a plurality of hydraulic lines. Such a housing may also be referred to as a hydraulic block. On or in the housing further (separate) line sections, valves and the like can be connected, wherein a seal between the housing and the adjacent elements is realized via a voltage applied to the sealing surface sealing element. The preferred application of the housing or the requirements for the sealing surfaces can be illustrated by the following characteristics:

- Hydraulic fluid: oil
- maximum working pressure: 50 to 400 bar (static or dynamic)
- maximum flow rate: up to 100 l / min [liters per minute]
- Working temperature range: -30 to +80 ° C
Viscosity range: 2.8-500 mm ² / s [square millimeters per second]

Das Gehäusebauteil ist bevorzugt mit einem Metall gebildet, bevorzugt mit einem Chrom-Nickel-Stahl mit einer Zugfestigkeit im Bereich von 600–1.000 N/mm² [Newton pro Quadratmillimeter]. The housing component is preferably formed with a metal, preferably with a chromium-nickel steel having a tensile strength in the range of 600-1,000 N / mm ² [Newton per square millimeter].

Mit der hier vorgeschlagenen Erfindung wird insbesondere erreicht, dass bereits durch den Einsatz eines hochenergetischen Strahls beziehungsweise dessen spezifische Führung entlang eines Pfads eine nachträgliche Nacharbeit der Dichtungsfläche vermieden werden kann. Insbesondere durch die Ausbildung eines bestimmten, vorgegebenen Oberflächenprofils. Auf diese Weise können umlaufende Riefen oder dergleichen gebildet werden, die eine signifikante Barriere für eine potentielle Leckageströmung ausgehend vom Kanal hin zur Umgebung (und umgekehrt) formen. Derart kann beispielsweise eine Leckage sicher vermieden werden, ohne das Bauteil im Nachhinein aufwändig mittels Bohren und/oder Schleifen an die Erfordernisse anzupassen. Damit wird hier eine Laser- beziehungsweise Elektronstrahlführung vorgeschlagen, die in Bezug auf die Funktion der herzustellenden Fläche, hier nämlich der Dichtungsfläche, angepasst ist. Somit wird insbesondere auch vorgeschlagen, dass die mittels der sukzessive aus den Schichten aufgebauten Flächen des Bauteils mit einer vorgegebenen, der Funktion der Fläche angepassten Pfadkontur verfestigt werden. So werden zum Beispiel Dichtungsflächen mit einer zum Kanal konzentrischen, kreisförmigen Strahlführung aufgeschmolzen beziehungsweise gesintert. Zur Durchführung des Verfahrens werden sogenannte CAD-Daten oder den Schichtfolgedaten des 3D-Bauteils Strahlführungsdaten vorgegeben. So könnten zum Beispiel virtuelle Flächen im CAD-Programm mit einer festgelegten Strahlrichtung beziehungsweise einem festgelegten Pfad angelegt werden. Diese virtuellen Flächen werden bei der Umsetzung des CAD-Modells in eine Schichtenfolge berücksichtigt und in der Schichtenfolge werden nicht nur das Vorhandensein von Material, sondern auch eine Strahlrichtung vordefiniert. Diese Pfade erlauben eine spezifische Ausprägung der mikroskopischen und/oder makroskopischen Oberflächenstruktur der Dichtungsfläche. Das resultierende Oberflächenprofil ist insbesondere für hydraulische Funktionsflächen geeignet, denn derart werden Riefen, beziehungsweise Barrieren in der Dichtungsfläche eingebracht, die einen Fluidtransport durch die Dichtfläche hindurch signifikant behindern oder unterbinden. With the invention proposed here it is achieved in particular that a subsequent reworking of the sealing surface can already be avoided by the use of a high-energy jet or its specific guidance along a path. In particular, by the formation of a specific, predetermined surface profile. In this way, circumferential grooves or the like may be formed which form a significant barrier to potential leakage flow from the channel to the environment (and vice versa). In this way, for example, leakage can be reliably avoided without the component having to be subsequently adapted to the requirements in a complicated manner by means of drilling and / or grinding. Thus, a laser or electron beam guidance is proposed here, which is adjusted with respect to the function of the surface to be produced, namely the sealing surface. Thus, in particular, it is also proposed that the surfaces of the component constructed by the successive layers be solidified with a predetermined path contour adapted to the function of the surface. For example, sealing surfaces are melted or sintered with a circular jet guide concentric with the channel. To carry out the method, so-called CAD data or the sequence data of the 3D component beam guidance data are specified. For example, virtual surfaces in the CAD program could be created with a defined beam direction or path. These virtual surfaces are considered in the implementation of the CAD model in a layer sequence and in the layer sequence not only the presence of material, but also a beam direction are predefined. These paths allow a specific expression of the microscopic and / or macroscopic Surface structure of the sealing surface. The resulting surface profile is particularly suitable for hydraulic functional surfaces, because such grooves or barriers are introduced in the sealing surface, which significantly hinder or prevent fluid transport through the sealing surface.

Die Erfindung und das technische Umfeld werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Figuren gezeigten Bauteile stets mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und ungeeignet zur Veranschaulichung von Größendimensionen. Demnach zeigen: The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to figures. It should be noted that the components shown in the figures are always provided with the same reference numerals. The illustrations in the figures are schematic and unsuitable for illustrating size dimensions. Show:

1: ein magnetbetätigbares Wege-Schiebe-Ventil eines Hydraulikbauteils, 1 a magnetically actuatable path-shift valve of a hydraulic component,

2: eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Leitungsabschnitts einer Hydraulikleitung, 2 FIG. 1 shows a schematic representation of a method for producing a line section of a hydraulic line, FIG.

3: eine erste Ausführungsvariante einer Dichtungsfläche, hergestellt mit dem vorgeschlagenen Verfahren, 3 FIG. 1 shows a first embodiment of a sealing surface produced by the proposed method, FIG.

4: eine zweite Ausführungsvariante einer Dichtungsfläche, hergestellt mit dem vorgeschlagenen Verfahren, 4 FIG. 2 shows a second variant of a sealing surface produced by the proposed method, FIG.

5: eine dritte Ausführungsvariante einer Dichtungsfläche, hergestellt mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren, und 5 a third embodiment of a sealing surface, made with the method proposed here, and

6: eine weitere Ausführungsvariante des Leitungsabschnitts, hergestellt mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren. 6 A further variant of the line section produced by the method proposed here.

1 zeigt beispielhaft für eine Vielzahl weiterer Bauteile, die einen Leitungsabschnitt einer Hydraulikleitung aufweisen können, ein magnetbetätigbares Wege-Schiebe-Ventil. Dieses ist ausgeführt mit einem Gehäuse 20, welches mit einem Festkörper 8, hergestellt nach dem hier vorgeschlagenen Verfahren, gebildet ist. In dem Gehäuse 20 ist eine (gegebenenfalls verzweigte) Hydraulikleitung 2 geformt. Die hier veranschaulichte Hydraulikleitung 2 tritt an zwei Stellen des Gehäuses 20 aus dem Festkörper 8 aus. Dort ist jeweils ein Leitungsabschnitt 1 gebildet, der einen Kanal 3 und eine den Kanal 3 umgebende und räumliche begrenzte Dichtungsfläche 4 hat. 1 shows by way of example for a plurality of further components, which may have a line section of a hydraulic line, a magnetically actuatable path-sliding valve. This is done with a housing 20 , which with a solid 8th , prepared according to the method proposed here, is formed. In the case 20 is a (possibly branched) hydraulic line 2 shaped. The illustrated here hydraulic line 2 occurs in two places of the housing 20 from the solid 8th out. There is in each case a line section 1 formed a channel 3 and one the channel 3 surrounding and spatial limited sealing surface 4 Has.

Zur Veranschaulichung soll kurz die Funktionsweise dieses magnetbetätigbaren Wege-Schiebe-Ventils veranschaulicht werden. Seitlich zu dem Gehäuse 20 sind zwei Magnete 28 vorgesehen, mit deren Hilfe ein zentral im Gehäuse 20 angeordneter Steuerschieber 29 bewegbar ist. Der Steuerschieber 29 ist beidseits jeweils über einen von den Magneten 28 verfahrbaren Stößel 31 und gegen eine Rückstellfeder 30 vorgespannt verschiebbar. Im unbetätigten Zustand wird der Steuerschieber 29 durch die Rückstellfedern 30 in einer Mittelstellung oder in einer gewünschten Ausgangsstellung gehalten. Die Betätigung des Steuerschiebers 29 erfolgt über die gezielt schaltbaren Magnete 28. Die von den Magneten 28 erzeugte Kraft wirkt über die Stößel 31 auf den Steuerschieber 29 und schiebt diesen aus seiner Ruhelage in die gewünschte Endstellung. Dadurch wird die geforderte Volumenstromrichtung, je nach Wunsch, frei. Nach Deaktivieren des Magneten 28 wird der Steuerschieber 29 durch die Rückstellfedern 30 wieder in seine Ruhelage geschoben. To illustrate briefly the operation of this magnetically actuated path-slide valve will be illustrated. Laterally to the housing 20 are two magnets 28 provided, with the help of a central in the housing 20 arranged spool 29 is movable. The spool 29 is on both sides of each of the magnets 28 movable ram 31 and against a return spring 30 preloaded sliding. In the unactuated state, the spool 29 through the return springs 30 held in a middle position or in a desired starting position. The operation of the spool valve 29 takes place via the selectively switchable magnets 28 , The one from the magnets 28 generated force acts on the plunger 31 on the spool 29 and pushes it from its rest position to the desired end position. As a result, the required flow direction, as desired, free. After disabling the magnet 28 becomes the spool 29 through the return springs 30 pushed back to its rest position.

Da im Bereich der beiden Leitungsabschnitte 1 Anschlussbauteile vorgesehen sind, mit denen die unter Hochdruck stehende Hydraulikflüssigkeit (insbesondere Öl) weitergefördert wird, ist es notwendig, eine dauerhafte Abdichtung der Hydraulikleitung 2 gegenüber diesen Komponenten vorzusehen. Because in the area of the two line sections 1 Connection components are provided, with which the high-pressure hydraulic fluid (in particular oil) is further promoted, it is necessary a permanent seal the hydraulic line 2 to provide for these components.

2 zeigt schematisch eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines Leitungsabschnitts der hier vorgeschlagenen Art. Zu diesem Zweck ist ein Behälter 24 mit einem, mittels einer Verschiebevorrichtung 25, (vertikal) bewegbaren Untergrund 7 ausgeführt. Auf diesen Untergrund 7 kann eine Schicht 5 losen Materials 6 mittels des Füllapparats 22 abgelegt werden. Ist die vorgegebene Schichthöhe erreicht, wird ein hochenergetischer Strahl 9, der in einem Strahlgenerator 23 erzeugt und gegebenenfalls mittels einer Optik 26 abgelenkt wird, hin zu dem losen Material geführt. Dabei überstreicht der hochenergetische Strahl 9 einen vorgegebenen Pfad entlang der Schicht 5, wobei das lose Material 6 zumindest teilweise aufgeschmolzen und mit dem benachbarten Material versintert wird. Auf diese Weise kann nun Schicht 5 für Schicht 5 sukzessive ein gewünschter Festkörper 8 erzeugt werden. Die einzelnen Prozesse beziehungsweise Apparaturen der Anordnung können mittels einer Kontrolleinheit 21 und hierfür geeigneten Datenleitungen 27 gesteuert werden, so dass die gewünschte Bauteilgeometrie erreicht wird. Insbesondere gibt die Kontrolleinheit 21 aufgrund ihr zur Verfügung stehenden CAD-Daten die Bewegungen des Füllapparats 22, des hochenergetischen Strahls 9 (z. B. über die Optik 26) und des Untergrunds 7 gezielt vor. 2 shows schematically an arrangement for carrying out the method for producing a line section of the type proposed here. For this purpose, a container 24 with one, by means of a displacement device 25 , (vertically) movable underground 7 executed. On this underground 7 can be a layer 5 loose material 6 by means of the filling apparatus 22 be filed. When the given layer height is reached, a high-energy beam is generated 9 in a beam generator 23 produced and optionally by means of optics 26 is deflected, led to the loose material. At the same time, the high-energy beam passes over 9 a given path along the layer 5 , where the loose material 6 at least partially melted and sintered with the adjacent material. In this way can now layer 5 for shift 5 successively a desired solid 8th be generated. The individual processes or apparatuses of the arrangement can be determined by means of a control unit 21 and suitable data lines for this purpose 27 be controlled so that the desired component geometry is achieved. In particular, the control unit gives 21 based on their available CAD data, the movements of the filling apparatus 22 , the high-energy beam 9 (eg about the optics 26 ) and the underground 7 targeted.

3 zeigt ein Detail eines Festkörpers 8 in der Draufsicht, wobei hier insbesondere ein Detail um den Kanal 3 mit der Dichtungsfläche 4 veranschaulicht ist. So ist zu erkennen, dass außerhalb der Dichtungsfläche 4 auf der Oberfläche ein Pfad 10 realisiert ist, der zeilenweise (hier von oben nach unten) die Oberfläche überstrichen hat. Hiervon abweichend ist der Pfad 10 im Bereich der Dichtungsfläche 4 nicht zeilenförmig, sondern mit einer gekrümmten Pfadkontur 12 ausgebildet. Im dargestellten Fall sind mehrere konzentrische Kreise 14 vorgesehen, die die Pfadkontur 12 bilden. 3 shows a detail of a solid 8th in the plan view, in which case in particular a detail around the channel 3 with the sealing surface 4 is illustrated. So it can be seen that outside the sealing surface 4 on the surface a path 10 is realized, the line by line (here from top to bottom) has swept over the surface. Deviating from this is the path 10 in the area of the sealing surface 4 not in a line, but with a curved path contour 12 educated. In the case shown are several concentric circles 14 provided the the path contour 12 form.

Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in 4 gezeigt, wobei abweichend zur 3 im Bereich der Dichtungsfläche 4 mehrere wellenförmige Pfade 10 ausgebildet sind, die jeweils eine Vielzahl von Krümmungsabschnitten 13 umfassen. Gleichwohl ist hier eingehalten, dass die Pfade 10 beabstandet zu den Grenzen 11 der Dichtungsfläche 4 ausgeführt sind. Another embodiment is in 4 shown, which deviates from the 3 in the area of the sealing surface 4 several wavy paths 10 are formed, each having a plurality of curvature sections 13 include. However, it is respected here that the paths 10 spaced to the limits 11 the sealing surface 4 are executed.

Dieses technische Merkmal ist vergrößert in 5 veranschaulicht. Auch hier ist dargestellt, dass die Pfade 10 des hochenergetischen Strahls 9 unterhalb der Grenze 11 (außerhalb der Dichtungsfläche 4) zeilenförmig ausgebildet sind. Darüber liegend, im Bereich der Dichtungsfläche 4, ist ein gekrümmter Pfad 10 für die Führung des hochenergetischen Strahls 9 veranschaulicht. Zudem ist skizziert, dass der Mindestabstand 16 des Pfads 10 hin zur Grenze 11 einem Vielfachen des Strahl-Einwirkbereichs 18 des hochenergetischen Strahls 9 entspricht. This technical feature is enlarged in 5 illustrated. Again, it is shown that the paths 10 of the high-energy beam 9 below the border 11 (outside the sealing surface 4 ) are formed line-shaped. Overlying, in the area of the sealing surface 4 , is a curved path 10 for the guidance of the high-energy beam 9 illustrated. It also outlines that the minimum distance 16 of the path 10 towards the border 11 a multiple of the beam exposure range 18 of the high-energy beam 9 equivalent.

In 6 ist im Querschnitt veranschaulicht, dass der Festkörper 8 um den Kanal 3 herum überwiegend mit einem zeilenförmig Muster gesintert wurde, während im Bereich der Dichtungsflächen 4 über wenige Schichten 5 eine abweichende Pfadkontur gewählt wurde. Dies dient beispielsweise dazu, ein gewünschtes Oberflächenprofil 19 an der Dichtungsfläche 4 auszubilden. Im hier veranschaulichten Fall wird das Oberflächenprofil 19 durch eine Mehrzahl von Erhebungen ausgebildet, so dass sich insbesondere in radiale Richtung 15 die größte Oberflächenrauigkeit einstellt. In 6 is illustrated in cross-section that the solid 8th around the channel 3 around was sintered predominantly with a line-shaped pattern, while in the area of the sealing surfaces 4 over a few layers 5 a different path contour was selected. This serves, for example, a desired surface profile 19 at the sealing surface 4 train. In the case illustrated here, the surface profile becomes 19 formed by a plurality of elevations, so that in particular in the radial direction 15 sets the largest surface roughness.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Leitungsabschnitt line section
2 2: Hydraulikleitung hydraulic line
3 3: Kanal channel
4 4: Dichtungsfläche sealing surface
5 5: Schicht layer
6 6: Material material
7 7: Untergrund underground
8 8th: Festkörper solid
9 9: hochenergetischer Strahl high energy beam
1010: Pfad path
1111: Grenze border
1212: Pfadkontur Stroke path
1313: Krümmungsabschnitt curved section
1414: Kreis circle
1515: radiale Richtung radial direction
1616: Mindestabstand minimum distance
1717: Breite width
1818: Strahl-Einwirkbereich Jet interaction zone
1919: Oberflächenprofil surface profile
2020: Gehäuse casing
2121: Kontrolleinheit control unit
2222: Füllapparat filling apparatus
2323: Strahlgenerator ray generator
2424: Behälter container
2525: Verschiebevorrichtung Shifter
2626: Optik optics
2727: Datenleitung data line
2828: Magnet magnet
2929: Steuerschieber spool
3030: Rückstellfeder Return spring
3131: Stößel tappet

Claims

Method for producing a line section ( 1 ) a hydraulic line ( 2 ) comprising at least one channel ( 3 ) and one the channel ( 3 ) surrounding and spatially limited sealing surface ( 4 ), with at least the following steps: a. Provide a layer ( 5 ) loose material ( 6 ) on a surface ( 7 b. Joining the layer ( 5 ) to a solid ( 8th ) by means of a high-energy beam ( 9 ), which corresponds to a given path ( 10 ) along the layer ( 5 ), c. Repeat steps a. and b., d. where the path ( 10 ) in the area of the sealing surface ( 4 ) is chosen so that this one limit ( 11 ) of the sealing surface ( 4 ) not touched.

Method according to claim 1, wherein the path ( 10 ) of the high-energy beam ( 9 ) during step b. is guided in a line and during the step d. with a deviating path contour ( 12 ) to be led.

Method according to one of the preceding claims, wherein the path ( 10 ) during step d. at least one curvature section ( 13 ) Has.

Method according to one of the preceding claims, wherein the path ( 10 ) during step d. at least one circle ( 14 ) around the channel ( 3 ) runs.

Method according to claim 4, wherein the path ( 10 ) during step d. a plurality of concentric circles ( 14 ).

Method according to claim 4 or 5, wherein the path ( 10 ) in a radial direction ( 15 ) starting from the channel ( 3 ) a minimum distance ( 16 ) ranging from 3 times to 20 times the width ( 17 ) of the jet exposure area ( 18 ) lies.

Method according to one of the preceding claims, wherein step d. only in a minority of steps c. is carried out.

Method according to one of the preceding claims, wherein step d. in a maximum of the last 5 Repeats after step c. is carried out.

Method according to one of the preceding claims, wherein in step d. a surface profile ( 19 ) on the sealing surface ( 4 ) formed by other regions of the solid ( 8th ) is different.

Method according to one of the preceding claims, wherein a housing ( 20 ) with a plurality of hydraulic lines ( 2 ) will be produced.