CN105142854A - 激光打孔时保护后部空间的膏状保护剂、后部空间保护装置、产生通孔的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种膏状保护剂(13)，所述膏状保护剂用作在激光打孔中的后部空间保护并且包括陶瓷颗粒和有机增稠剂。此外，给出一种用于执行用于激光打孔的方法的装置，其中，设置输送装置(6)，所述输送装置用于将膏状保护剂(13)输送到工件(2)的空腔(12)中。

Description

激光打孔时保护后部空间的膏状保护剂、后部空间保护装置、产生通孔的方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种在激光打孔中用作后部空间保护的膏状保护剂(13)、后部空间保护装置、一种用于在工件的壁中产生通孔的方法以及一种用于执行这种方法的装置。本发明尤其涉及制造特别是用于燃料喷射阀的喷嘴孔的领域。
背景技术
由DE102011078651A1公知了一种用于产生至少一个通孔的方法以及一种用于执行这种方法的装置。所述方法使用激光束，所述激光束从外部对准一个限定工件的空腔的边界的壁。在此，将膏状保护剂加入到工件的空腔中。膏状保护剂在穿过通孔射出的激光束的延长线中被输送到工件的限定空腔的边界的后壁之前。因此确保了在通孔的激光打孔时可靠地保护后壁免受损坏。在一个可能的构型中，膏状保护剂可以基于含水溶液中或不含水的分散体中的陶瓷粉末来构造，金属颗粒或玻璃纤维碎块掺入所述陶瓷粉末中。
在一种由DE102011078651A1公知的用于产生通孔的方法中，在使用膏状保护剂的情况中存在下述问题，如果膏状保护剂可能例如穿过已打孔的通孔流出，那么必须通过连续地输送确保所需的后部空间保护。然而优选地避免这样的流出。另一方面，膏状保护剂具有用于后部空间保护所需的吸收和散射特性。
发明内容
与此相对地，根据本发明的具有权利要求1所述特征的膏状保护剂、根据本发明的根据权利要求9的后部空间保护装置、根据本发明的具有权利要求10所述特征的方法以及根据本发明的具有权利要求11所述特征的装置具有的优点在于，即进一步改善了在工件的壁中对通孔的制造。在此，一方面可以这样调节膏状保护剂的粘度，以避免从通孔中流出，另一方面可以确保所需的吸收和散射特性。
通过在从属权利要求中实施的措施实现了权利要求1中给出的膏状保护剂的进一步方案、权利要求9中给出的后部空间保护装置的进一步方案、权利要求10中给出的方法的进一步方案和权利要求11中给出的装置的进一步方案。
膏状保护剂可以通过连续地输送到工件的空腔中被用作在通孔、特别是喷嘴孔的激光打孔时的后部空间保护。在此，基于陶瓷颗粒和有机增稠剂实现构成膏状保护剂。通过以确定的固体材料关系加入具有用于后部空间保护所需的吸收和散射特性的陶瓷颗粒，可以通过连续地输送来确保所需的后部空间保护。在此，膏状保护剂的粘度可以增加到下述程度，即避免从通孔中流出。在此较高的粘度也可以用于使含水的系统中的陶瓷颗粒均匀地稳定化。
使用膏状保护剂的优点在于，这种使用在很大程度上与工件、特别是工件的空腔的成型无关，从而保护剂特别是能够用于每种喷嘴类型。
此外，通过也利用价格便宜的填充材料、例如CaCO3连续地再配量或者均匀地输送通过调节确定的固体材料含量能够极强地吸收激光束。因此，可以通过将特别能吸收的固体材料与价格特别便宜的材料混合实现了降低成本。
在一个可能的构型中，膏状保护剂包括增稠剂、即聚氧化乙烯(PEO)，与所选择的陶瓷填充材料有关地包括分散剂、即多聚磷酸钠以及一个或多个陶瓷填充材料。CaCO3、特别是以100％结晶的精细研磨的白云母产品形式的云母、ZrO2和/或TiO2可以用作陶瓷填充料或陶瓷颗粒。聚氧化乙烯优选地承担增稠剂的作用，并且关于颗粒量优选地在3和8重量％之间配量，以便确保对于连续的配量良好的流变学特性。特别是能够以4-6重量％配量。此外，聚氧化乙烯特别好地适用于在没有气泡影响的情况下产生高粘度的含水混合物。多聚磷酸钠优选地用作用于ZrO2、CaCO3和TiO2的分散辅助剂。优选地，在没有分散辅助剂的情况下借助于聚氧化乙烯将云母处理成稳定的悬浮物。优选地通过溶解实现制造膏状保护剂，其中，陶瓷颗粒缓慢地混入水中。如果使用分散辅助剂，那么优选地在添加增稠剂之前添加所述分散辅助剂。
相应的填充材料的功效可以例如借助于消光系数来调节并且相应地来表示。
在一个或多个通孔打孔之后，可以清洗出保留在空腔中膏状保护剂。在此，保留在孔壁上的后壁通常是不成问题的。
加入工件的空腔中的膏状保护剂以由此确定的形式构成后部空间保护装置。
此外有利的是，输送膏状保护剂的输送装置部分地插入工件的空腔中，空腔的工作部分由输送装置限定边界，并且通过输送装置以膏状保护剂填满空腔的工作部分。在此有利的是，在加工期间特别是连续地再填满或再输送消耗的保护剂。因此，可以在低消耗的情况下实现最优地使用保护剂。
附图说明
在下面的说明中参考附图详细地说明本发明的优选的实施例。附图中：
图1以简要的示意性的截面图相应于本发明的实施例示出一种工件和一种用于执行下述方法的装置，所述方法用于在工件的壁中产生至少一个通孔。
具体实施方式
图1以简要的示意性的截面图相应于本发明的实施例示出装置1和工件2。在此，装置1用于执行用于在工件2中产生通孔3，4的方法。工件2特别是燃料喷射阀的喷嘴体2。因此，由装置1执行的方法特别适用于构造通孔3，4，所述通孔构造为喷嘴体2的喷嘴孔3，4。装置1特别适用于执行所述方法。然而根据本发明的装置1和根据本发明的方法也适用于其他的应用情况。
在所述实施例中示出两个通孔3，4。然而所述通孔3，4的数量可以关于相应的应用情况确定为不同的。
装置1具有示意性示出的激光装置5和示意性示出的输送装置6。在此，输送装置6示例性地作为螺旋输送器6示出，然而不局限于所述的构型。
在运行时，激光装置5产生激光束7，所述激光束沿着方向8对准工件2。在此，激光束7聚焦到工件2的壁9上的通孔3或待产生的通孔3的位置上。沿着方向8得出被引导穿过通孔3的激光束7的延长线10。激光束7的延长线10接触到工件2的后壁11上。在此，关于壁9和激光束7的方向8得出壁11的定义。在执行所述方法中，激光束7在此应该仅仅在壁9中产生通孔3，而后壁11应该保持未受损伤的。
工件2的空腔12处于壁9和后壁11之间。所产生的通孔3，4通到空腔12中，从而例如当工件2用作燃料喷射阀的喷嘴体2时，燃料可以通过所述通孔3，4喷射到内燃机或这一类机器的燃烧室中。
在执行用于产生通孔3，4的方法中，输送装置6将膏状保护剂13输送到空腔12中。在激光打孔期间，优选地通过输送装置6实现了连续地再输送膏状保护剂13。膏状保护剂13具有陶瓷颗粒和有机增稠剂。例如聚氧化乙烯可以用作有机增稠剂。与用于陶瓷颗粒所选择的材料(填充材料)有关地必要时也可以使用分散剂。所述分散剂可以包括磷酸钠。
陶瓷颗粒可以至少部分地由CaCO3构成和/或至少部分地由氧化锆、特别是ZrO2构成和/或至少部分地由氧化钛、特别是TiO2构成。在所述情况中，优选地使用分散辅助剂、特别是多聚磷酸钠。
陶瓷颗粒也可以由云母构成。在所述情况中，优选地不使用分散辅助剂，因为云母借助于增稠剂、特别是聚氧化乙烯可以处理成稳定的悬浮物。
在选择陶瓷颗粒时可以特别是使用由ZrO2和TiO2构成的混合物。因此，实现了极强地吸收激光束。然而也可以使用这种特别好地吸收的固体材料与特别价格便宜的陶瓷颗粒、特别是CaCO3的混合物。
增稠剂、特别是聚氧化乙烯关于颗粒量优选地在3和8重量％之间、特别是在4和6重量％之间配量，以便制造膏状保护剂。在试验中，4和6重量％之间的范围表明是有利的。因此，被除数、即有机增稠剂的重量与除数、即陶瓷颗粒的重量之商优选地被调节到0.04和0.06之间。因此，可以确保对于给膏状保护剂连续的配量良好的流变学特性。此外，聚氧化乙烯尤其特别好地适用于在没有气泡影响的情况下制造高粘度的含水的混合物。因此，膏状保护剂13至少在很大程度上不包括气泡的情况下由输送装置6输送到空腔12中。在此，在为了产生通孔3而对准壁9的激光束7的延长线10中在壁9与工件2的限定空腔12的后壁11之间将膏状保护剂引入到工件2的空腔12中。因此，当激光装置5激活时，膏状保护剂13关于方向8在后壁11之前始终设置为保护装置。
因此，加入工件2的空腔12中的膏状保护剂13构成用于激光打孔的后部空间保护装置。因此，后部空间保护装置相应于膏状保护剂13的加入空腔12中的填料。在此，膏状保护剂13和由此的后部空间保护装置完全地填满附加地具有输送装置6的空腔12，然而至少填满空腔12的下述部分，在所述部分中，激光束7的延长线10接触到后壁11上。在所述情况中，后部空间保护装置至少由壁9，11限定边界。
膏状保护剂13可能穿过已打孔的通孔4从空腔12中流出。可以通过有机增稠剂有针对性地增加膏状保护剂13的粘度，以避免从通孔4中流出。同时导致陶瓷颗粒均匀地稳定在膏状保护剂13的含水系统中。
利用输送装置6输送膏状保护剂13，所述膏状保护剂包括陶瓷颗粒和有机增稠剂，
膏状保护剂13也可以例如利用一种类型的压延机、可能在使用喷管的情况下被压入工件2的空腔12中。在此，由穿过已打孔的通孔4或这一类的孔流出而引起的膏状保护剂13的损耗可以通过特别是连续地再压入来补偿。
输送膏状保护剂13的输送装置6部分地导入空腔12中。空腔12的工作部分由输送装置6限定边界。由输送装置6以膏状保护剂13填满空腔12的工作部分。
根据构型和应用情况，膏状保护剂也可以包含金属颗粒、玻璃纤维碎块或这一类的颗粒，以使吸收横截面与产生的激光束7相匹配。因此，也可以确保在距后壁11微小的间距下保护后壁11。
在工件2中给通孔3，4打孔之后，通过清洗或吹净来去除存留的膏状保护剂13。
本发明不局限于所述的实施例。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种膏状保护剂(13)，所述膏状保护剂用作在激光打孔中的后部空间保护并且具有陶瓷颗粒，其特征在于，设置有机增稠剂和分散剂。
2.根据权利要求1所述的膏状保护剂，其特征在于，所述有机增稠剂包括聚氧化乙烯。
3.根据前述权利要求中任一项所述的膏状保护剂，其特征在于，所述分散剂包括磷酸钠。
4.根据前述权利要求中任一项所述的膏状保护剂，其特征在于，所述陶瓷颗粒至少部分地由CaCO3构成和/或至少部分地由云母构成和/或至少部分地由氧化锆构成和/或至少部分地由氧化钛构成。
5.根据权利要求4所述的膏状保护剂，其特征在于，所述陶瓷颗粒至少部分地由ZrO2构成和/或至少部分地由TiO2构成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的膏状保护剂，其特征在于，被除数、即所述有机增稠剂的重量与除数、即所述陶瓷颗粒的重量之商是在大约0.03至大约0.08的范围内。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的膏状保护剂，其特征在于，被除数、即所述有机增稠剂的重量与除数、即所述陶瓷颗粒的重量之商是在大约0.04至大约0.06的范围内。
8.一种用于激光打孔的后部空间保护装置(13)，所述后部空间保护装置以根据权利要求1至7中任一项所述的膏状保护剂(13)构成。
9.一种用于在工件(2)的壁(9)中产生至少一个通孔(3，4)的方法，所述壁限定所述工件(2)的空腔(12)的边界，其中，一激光束(7)从外部对准所述壁(9)，其特征在于，在为了产生所述通孔(3)而对准所述壁(9)的激光束(7)的延长线(10)中在所述壁(9)与所述工件(2)的限定所述空腔(12)的后壁(11)之间将具有陶瓷颗粒和有机增稠剂的膏状保护剂(13)引入到所述工件(2)的空腔(12)中。
10.一种用于执行具有根据权利要求9所述特征的方法的装置(1)，其中，设置输送装置(6)，所述输送装置用于将所述膏状保护剂(13)输送到所述工件(2)的所述空腔(12)中。
11.根据权利要求10的装置，其特征在于，所述输送装置(6)实现了在激光打孔期间特别是连续地再输送所述膏状保护剂。

Claims (12)

1.一种膏状保护剂(13)，所述膏状保护剂用作在激光打孔时的后部空间保护并且具有陶瓷颗粒，其特征在于，设置有机增稠剂。
2.根据权利要求1所述的膏状保护剂，其特征在于，所述有机增稠剂包括聚氧化乙烯。
3.根据权利要求1或2所述的膏状保护剂，其特征在于，设置分散剂。
4.根据权利要求3所述的膏状保护剂，其特征在于，所述分散剂包括磷酸钠。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的膏状保护剂，其特征在于，所述陶瓷颗粒至少部分地由CaCO3构成和/或至少部分地由云母构成和/或至少部分地由氧化锆构成和/或至少部分地由氧化钛构成。
6.根据权利要求5所述的膏状保护剂，其特征在于，所述陶瓷颗粒至少部分地由ZrO2构成和/或至少部分地由TiO2构成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的膏状保护剂，其特征在于，被除数、即所述有机增稠剂的重量与除数、即所述陶瓷颗粒的重量之商是在大约0.03至大约0.08的范围内。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的膏状保护剂，其特征在于，被除数、即所述有机增稠剂的重量与除数、即所述陶瓷颗粒的重量之商是在大约0.04至大约0.06的范围内。
9.一种用于激光打孔的后部空间保护装置(13)，所述后部空间保护装置构造有根据权利要求1至8中任一项所述的膏状保护剂(13)。
10.一种用于在工件(2)的壁(9)中产生至少一个通孔(3，4)的方法，所述壁限定所述工件(2)的空腔(12)，其中，一激光束(7)从外部对准所述壁(9)，其特征在于，在为了产生所述通孔(3)而对准所述壁(9)的激光束(7)的延长线(10)中在所述壁(9)与所述工件(2)的限定所述空腔(12)的后壁(11)之间将具有陶瓷颗粒和有机增稠剂的膏状保护剂(13)引入到所述工件(2)的空腔(12)中。
11.一种用于执行具有根据权利要求10所述特征的方法的装置(1)，其中，设置输送装置(6)，所述输送装置用于将所述膏状保护剂(13)输送到所述工件(2)的所述空腔(12)中。
12.根据权利要求11的装置，其特征在于，所述输送装置(6)允许在激光打孔期间特别是连续地再输送所述膏状保护剂。
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