DE10038139A1

DE10038139A1 - Guide element for magnet arrangement consists of magnetisable base material and at least one region of reduced magnetization that constitutes integral part of base material

Info

Publication number: DE10038139A1
Application number: DE10038139A
Authority: DE
Inventors: Ruediger Eick; Laszlo Rozsnoki
Original assignee: Stahlwerk Ergste Westig GmbH; Lucas Varity GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2002-02-21
Anticipated expiration: 2020-08-05
Also published as: DE10038139B4

Abstract

The device consists of a magnetisable base material (1) and at least one region of reduced magnetization (8) that constitutes an integral part of the base material. A grid structure of the region of reduced magnetization is produced by material properties altered by laser alloying to produce reduced magnetization. Independent claims are also included for the following: a method of manufacturing a guide element.

Description

Die Erfindung betrifft ein Führungselement in einer Magnetanordnung, bei spielsweise ein Druckrohr zur Aufnahme eines Magnetankers für ein elek tromagnetisch betätigbares Ventil, wie es zum Beeinflussen des Volumen stroms fluider Medien eingesetzt wird.The invention relates to a guide element in a magnet arrangement, at for example, a pressure pipe for receiving a magnet armature for an elec tromagnetically actuated valve, as is used to influence the volume flow of fluid media is used.

Ein derartiges Magnetventil ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 197 00 979 bekannt. Es besteht im wesentlichen aus einer Magnetspule und ei nem Gehäuse die ein weiteres zylindrisches Teil umgeben, welches den Magnetanker führt und die Aufgaben eines Druckrohrs übernimmt. Der darin angeordnete Magnetanker ist üblicherweise von dem Stellmedium umgeben und liegt einerseits über eine Rückstellfeder dem zylindrischen Teil und an dererseits dem sich unterhalb des Druckrohrs anschließenden Ventilsitz an, mit dem es direkt oder indirekt verbunden ist.Such a solenoid valve is from German published application 197 00 979 known. It consists essentially of a magnetic coil and egg Nem housing which surround another cylindrical part, which the Magnetic anchor leads and takes over the tasks of a pressure pipe. The one in it arranged armature is usually surrounded by the actuating medium and is on the one hand via a return spring to the cylindrical part and on the other hand the valve seat adjoining below the pressure pipe, with which it is directly or indirectly connected.

Der Magentanker ist innerhalb des Druckrohrs axial beweglich, um seine Endlage bei Anlegen eines Stromes an die Spule aufgrund des auf ihn wir kenden Magnetfelds zu verlassen und die Steuerungsfunktion des Ventils ausüben zu können.The magenta tanker is axially movable around its inside the pressure tube End position when a current is applied to the coil due to it kenden magnetic field and the control function of the valve to be able to exercise.

Demgemäß obliegen dem Druckrohr innerhalb der Magnetventilanordnung dreierlei Aufgaben; nämlich einerseits die Führung des magnetischen Flus ses vom Magnetgehäuse zu dem Magnetanker, anderseits die mechanische Führung des Magnetankers und schließlich die druckdichte Kapselung des Stellmediums.Accordingly, the pressure pipe within the solenoid valve assembly three tasks; namely on the one hand the guidance of the magnetic flux ses from the magnet housing to the magnet armature, on the other hand the mechanical Guiding the magnet armature and finally the pressure-tight encapsulation of the Adjusting medium.

Daraus ergeben sich besondere Erfordernisse an die Materialbeschaffenheit und die Gestaltung solcher Druckrohre, die einen magnetischen Kurzschluß verhindern sollen, ohne selbst jedoch einen zu großen magnetischen Wider stand aufzuweisen. Des weiteren müssen sie eine ausreichende mechani sche Festigkeit besitzen, um dem hohen Druck des Mediums standzuhalten. Dabei sollten die räumlichen Abmessungen des Bauteils den Einsatz des Magnetventils, beispielsweise in Hydrauliksystemen der Fahrzeugbremsanlage (Antiblockiersysteme) nicht unnötig erschweren. In diesem Sinne muß die Ausführung eines Druckrohrs einen Kompromiß zwischen den genannten gegenläufigen Forderungen darstellen.This results in special material quality requirements and the design of such pressure pipes that have a magnetic short circuit should prevent, but without too large a magnetic counter stood to show. Furthermore, you must have sufficient mechani have mechanical strength to withstand the high pressure of the medium. The spatial dimensions of the component should use the Solenoid valve, for example in hydraulic systems of the vehicle brake system (Anti-lock braking systems) do not complicate unnecessarily. With this in mind the execution of a pressure pipe compromise between the above represent contrary claims.

Es ist dazu bekannt, Druckrohre aus mehreren nicht-magnetisierbaren und magnetisierbaren Teilen herzustellen, indem die Einzelteile stoff-, form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden werden.It is known to consist of several non-magnetizable and pressure pipes to produce magnetizable parts by the individual parts made of fabric, and / or non-positively connected.

Ein derartiges Druckrohr und ein Verfahren zu seiner Herstellung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 44 38 158 bekannt. Es besteht aus einem rohrartigen Joch aus magnetisierbarem Material, einem Ring aus nicht-ma gnetisierbarem Material und einem Polkern. Diese Bauteile werden zunächst separat hergestellt und anschließend miteinander hartverlötet. Um das Aus treten von Lot in den Innenraum des Druckrohres zu vermeiden, wird ein zu sätzliches dünnwandiges Rohr in das Druckrohr eingebracht, welches zudem die Zentrierung des Jochs, des Rings und des Pols erlaubt.Such a pressure pipe and a method for its production is known from the German Offenlegungsschrift 44 38 158 known. It consists of one tubular yoke made of magnetizable material, a ring made of non-ma gnetizable material and a pole core. These components are initially Made separately and then brazed together. To the end To prevent solder from entering the interior of the pressure pipe, a will additional thin-walled tube introduced into the pressure tube, which also centering of the yoke, the ring and the pole.

Das gleiche Prinzip liegt der Herstellung des Druckrohrs aus der deutschen Offenlegungsschrift 32 45 616 zugrunde. Dieses besteht ebenso aus einem nicht-magnetisierbaren Ring sowie magnetisierbaren Rohrteilen, die mitein ander derart verschweißt werden, daß sie auch bei höheren Drücken gegen den Innenraum des Rohres eine möglichst hohe Dichtheit aufweisen.The same principle is used to manufacture the pressure pipe from Germany Laid-open specification 32 45 616. This also consists of one non-magnetizable ring as well as magnetizable pipe parts that go together others are welded in such a way that they are even against higher pressures the interior of the tube is as tight as possible.

Bei den aus mehreren Einzelteilen bestehenden Druckrohren ist es überein stimmend nachteilig, daß die kraft- und formschlüssigen Verbindungen den Anforderungen an die Berstbeständigkeit des Druckrohres nicht zuverlässig gerecht werden, so daß gerade bei hohen Drücken stets das Risiko einer Undichtheit verbleibt, die zu erheblichen Beeinträchtigungen der Ventilsteue rung führt. Entsprechend sind besondere Prüfverfahren erforderlich, die je doch nur an den bereits vollständig montierten Magnetventilanordnungen durchführbar sind.It is the same for the pressure pipes consisting of several individual parts disadvantageous that the positive and positive connections Requirements for the bursting resistance of the pressure pipe are not reliable do justice to, so that, especially at high pressures, the risk of Leaks remain, which can significantly impair the valve timing tion leads. Accordingly, special test procedures are required, each but only on the fully assembled solenoid valve assemblies are feasible.

Des weiteren handelt es sich bei den Herstellungsverfahren für die beschrie benen Druckrohre meist um mehrstufige Prozesse, die sowohl ein separates Fertigen der Einzelteile als auch ein durch die aufeinander abzustimmende Positionierung der Einzelteile aufwendiges Zusammenführen und anschlie ßendes Nachbearbeiten des Druckrohres umfassen. Gerade für die Produk tion von Massenartikeln, wie beispielsweise Magnetventilen für Bremsanla gen der Kraftfahrzeugtechnik, sind die dafür erforderlichen Fertigungsanla gen mit hohen Kosten verbunden.Furthermore, it is the manufacturing process for the described pressure pipes usually involve multi-stage processes, both of which are separate Manufacture of the individual parts as well as one to be coordinated by the Positioning of the individual parts, complex merging and connecting include reworking of the pressure pipe. Especially for the product tion of bulk items, such as solenoid valves for brake systems gen automotive engineering, are the necessary manufacturing facilities associated with high costs.

Die Zusammensetzung der Druckrohre aus mehreren Einzelteilen setzt ne ben dem aufwendigen Produktionsprozeß auch eine besondere Logistik der Bereitstellung der Einzelteile und der damit einhergehenden Administration voraus. Auch diese ist üblicherweise mit hohen Kosten, beispielsweise für Lagerung und Personal, verbunden.The composition of the pressure pipes from several individual parts sets ne In addition to the complex production process, the logistics of the Provision of the individual parts and the associated administration ahead. This too is usually expensive, for example for Storage and staff, connected.

Es sind daher auch einteilige Druckrohre bekannt, um das Risiko von Un dichtheiten zuverlässig auszuschließen und Kosten einzusparen.One-piece pressure pipes are therefore known to reduce the risk of un Exclude tightness reliably and save costs.

Einteilige Druckrohre erfordern jedoch eine besondere Materialbeschaffen heit und -behandlung, da sie anderenfalls einen magnetischen Kurzschluß bewirken.One-piece pressure pipes, however, require special material procurement unit and treatment, otherwise they will cause a magnetic short circuit cause.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 197 00 979 ist ein Magnetventil mit einem Gehäuse aus ferromagnetischem Automatenstahl bekannt, das im Bereich des Magnetankers als Hülse, d. h. als Druckrohr, mit geringer Wand dicke gearbeitet ist. Aufgrund der Materialbeschaffenheit kann das Druckrohr hohen Arbeitsdrücken standhalten, selbst wenn es nur eine geringe Wand stärke aufweist. Die geringe Wanddicke führt dazu, daß der magnetische Kurzschluß bereits bei kleinen Feldstärken gesättigt und somit unwirksam ist. Die dazu notwendige Energie ist jedoch im Sinne der Stellaufgabe Verluste nergie.From the German patent application 197 00 979 is a solenoid valve a housing made of ferromagnetic free cutting steel known in Area of the magnet armature as a sleeve, d. H. as a pressure pipe with a small wall thick is worked. Due to the nature of the material, the pressure pipe withstand high working pressures, even if there is only a small wall has strength. The small wall thickness means that the magnetic Short circuit is saturated even with small field strengths and is therefore ineffective. However, the energy required for this is losses in the sense of the actuating task nergy.

Die deutsche Offenlegungsschrift 40 03 606 schlägt daher ein Druckrohr aus einem wenigstens zweischichtigen Verbundwerkstoff vor, dessen die Innen seite des Druckrohrs bildende eine Schicht aus einem nicht-magnetisierba ren Metall und die andere Schicht aus einem weichmagnetischen Werkstoff besteht. Ein derartiges Druckrohr aus mehreren Schichten hat jedoch wieder die Nachteile der aufwendigen Fertigung.The German published application 40 03 606 therefore rejects a pressure pipe an at least two-layer composite material, the inside of which side of the pressure tube forming a layer of a non-magnetisable ren metal and the other layer of a soft magnetic material consists. However, such a pressure pipe made of several layers has again the disadvantages of complex manufacturing.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 964 297 ist ein Druckrohr und ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt, bei dem zunächst ein magnetisier bares Rohrstück mit einer ringförmigen Außennut mit einem zylindrischen Nutgrund versehen wird, welches anschließend mit nicht-magnetisierbarem Metall ausgefüllt wird. Dies geschieht beispielsweise durch Auftragschwei ßen. Anschließend wird der Nutgrund entfernt, damit eine zusammenhän gende Magnetschlußhülse mit zylindrischem Innendurchmesser entsteht. Ein solches Druckrohr ist ebenso aus der deutschen Offenlegungsschrift 198 21 741 bekannt.From the German patent application 1 964 297 is a pressure pipe and a Process for its preparation is known, in which first a magnetized bares pipe piece with an annular outer groove with a cylindrical Groove base is provided, which then with non-magnetizable Metal is filled. This is done, for example, by contract welding SEN. Then the bottom of the groove is removed so that it is connected Magnetic sleeve with cylindrical inner diameter. On such a pressure pipe is also from German Offenlegungsschrift 198 21 741 known.

Bei dem Aufbringen eines Metalls durch Auftragsschweißen besteht auf grund der Erwärmung des Führungselements das Risiko von Thermospan nungen, die ein Verziehen des Bauteils und/oder Rißbildungen verursachen können.When applying a metal by cladding insists the risk of thermospan due to the heating of the guide element that cause warping of the component and / or cracking can.

Aus der deutschen Patentschrift 37 15 327 ist ein Verfahren zum Beschich ten eines Werkstücks unter Verwendung der Lasertechnologie bekannt. Dazu wird zunächst eine Legierung durch thermisches Spritzen auf einen Grundkörper aufgebracht und mit einem Hochenergiestrahl aufgeschmolzen. Anschließend erfolgt eine Nachbehandlung der aufgetragenen Schicht zur Verbesserung der Oberflächenstruktur.German patent 37 15 327 describes a process for coating ten of a workpiece using laser technology. For this purpose, an alloy is first sprayed onto a thermal Base body applied and melted with a high-energy beam. The applied layer is then post-treated Improvement of the surface structure.

Diese Verfahren vermeidet die Nachteile des Auftragschweißens. Es handelt sich dabei jedoch auch um einen mehrstufigen Prozeß mit den genannten Nachteilen.This method avoids the disadvantages of cladding. It deals However, it is also a multi-stage process with the above Disadvantages.

Der Erfindung liegt demnach das Problem zugrunde, ein Druckrohr bereitzu stellen, das den Anforderungen an die Dichtheit und Druckfestigkeit gerecht wird, eine Magnetflußführung möglichst unter Vermeidung eines magneti schen Kurzschlusses gewährleistet und dabei kostengünstig hergestellt wer den kann. The invention is therefore based on the problem of preparing a pressure pipe make that meet the requirements for tightness and pressure resistance is, a magnetic flux guidance if possible avoiding a magneti short-circuit and at the same time manufactured inexpensively that can.

Ebenso ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Werkstücks bereitzustellen.It is also an object of the invention to provide a method for producing a to provide such a workpiece.

Die Aufgabe wird gelöst durch die unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The task is solved by the independent claims. advantageous Further developments are the subject of the subclaims.

Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, daß ein Grundwerkstoff einen Bereich verminderter Magnetisierbarkeit aufweist, der einen integralen Bestandteil des Grundwerkstoffs darstellt. Dieser kann durch eine Gefü geumwandlung des Grundwerkstoffs wie z. B. durch Laserlegieren, d. h. durch Aufschmelzen und Dotieren des Grundwerkstoffs mit einem Zusatzwerkstoff (Legierungszusatz), oder durch Laserbeschichten, d. h. durch Aufbringen ei nes Zusatzwerkstoffs (Beschichtungswerkstoff) auf den Grundwerkstoff er zeugt werden. Infolge einer Relativbewegung zwischen Werkstück und La serstrahl kann die Bearbeitungszone umlaufend (ringförmig) oder in Längs richtung ausgedehnt werden. Die Erzeugung beliebig ausgedehnter Kontu ren und Flächen ist ebenfalls realisierbar.The invention is based on the idea that a base material has an area of reduced magnetizability which is integral Part of the base material. This can be conversion of the base material such as B. by laser alloying, d. H. by Melt and dope the base material with an additional material (Alloy additive), or by laser coating, d. H. by applying egg filler material (coating material) on the base material be fathered. As a result of a relative movement between the workpiece and La The spray zone can run all the way around (ring-shaped) or lengthways direction to be expanded. The creation of an arbitrarily extended contour and areas can also be realized.

Das Laserlegieren führt zu einer modifizierten chemischen Zusammenset zung des Grundwerkstoffs, welche wiederum in Verbindung mit den nach der Laserbehandlung vorliegenden hohen Abkühlgeschwindigkeiten zu einem nicht oder nur schwach magnetisierbaren Gefüge führt.Laser alloying leads to a modified chemical composition of the base material, which in turn in conjunction with the after Laser treatment present high cooling rates to one not or only weakly magnetizable structure leads.

Beim Beschichten entsteht in diesem Fall ein metallurgischer Verbund zwi schen dem magnetisierbaren Grund- und dem nicht oder nur schwach ma gnetisierbaren Beschichtungswerkstoff.In this case, when coating, a metallurgical bond between the magnetizable basic and not or only weakly gnetizable coating material.

Der Begriff der verminderten Magnetisierbarkeit umfaßt dabei neben der schwachen Magnetisierbarkeit auch das Fehlen jeder Magnetisierbarkeit.The term reduced magnetizability includes in addition to the weak magnetizability also the lack of any magnetizability.

Das Erzeugen eines nicht oder nur schwach magnetisierbaren Bereichs er folgt beim Laserlegieren im wesentlichen nur in der aufgeschmolzenen Oberflächenzone. Die aufgeschmolzene Zone wird dabei mit Zusatzwerkstoffen dotiert, welche mit aufgeschmolzen werden und bei der gemeinsa men Abkühlung die Ausbildung eines nicht - oder nur schwach magnetisier baren austenitischen Gefüges begünstigen. Der Grundwerkstoff im nicht an geschmolzenen Bereich bleibt weiterhin magnetisierbar. Er kann je nach der Zusammensetzung und Abkühlungsbedingungen in der Wärmeeinflußzone ein ferritisches oder auch martensitisches Gefüge besitzen.The creation of an area that is not or only weakly magnetizable follows essentially only in the melted in laser alloying Surface zone. The melted zone is filled with filler materials endowed, which are melted with and in the common cooling, the formation of a non - or only weakly magnetized favor austenitic structure. The base material in not melted area remains magnetizable. Depending on the Composition and cooling conditions in the heat affected zone have a ferritic or martensitic structure.

Die Geometrie des nicht-magnetisierbaren Bereichs, beispielsweise die Form, Tiefe oder die Größe, läßt sich dabei über die Wahl der Prozeßpara meter festlegen. Es kann sich demnach um eine Oberflächenzone oder eine Tiefenzone handeln.The geometry of the non-magnetizable area, for example that Shape, depth or size can be selected through the choice of process Set meters. It can therefore be a surface zone or a Act deep zone.

Das Laserlegieren hat den Vorteil, daß sich bezüglich der mechanischen Eigenschaften wie Dichtheit oder Bersffestigkeit ein homogenes Führungse lement (im folgenden Druckrohr) herstellen läßt. Die Dichtheit ist dabei auf grund der beibehaltenen Einteiligkeit des Bauteils zuverlässig gewährleistet. Demzufolge können die anderenfalls erforderlichen Dichtheitstests entfallen.The laser alloying has the advantage that the mechanical Properties such as tightness or tightness are a homogeneous guide element (in the following pressure pipe) can be produced. The tightness is on reliably guaranteed due to the one-piece nature of the component. As a result, the otherwise required leak tests can be omitted.

Des weiteren eröffnet ein einheitliches Druckrohr Möglichkeiten der Rationa lisierung und Automation des Fertigungsprozesses, da im Vergleich zu den bekannten Verfahren die Schritte des Zusammenfügens und Ausrichtens der Rohrkomponenten aufeinander überflüssig wird.Furthermore, a uniform pressure pipe opens up possibilities for the Rationa Automation and automation of the manufacturing process, because compared to the known methods the steps of assembling and aligning the Pipe components on each other becomes superfluous.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber dem Auftragschweißen oder Ausgießen den Vorteil, daß durch das punktförmige Erwärmen bzw. Aufschmelzen mit Hilfe des Laserstrahls lokal eine nur geringere Wärme menge in das Werkstück eingebracht wird. Dies führt einerseits zu einer de finierten Oberflächenzone und reduziert andererseits das Risiko, daß sich das Druckrohr während oder nach der Bearbeitung verzieht und dadurch eine Verwendung als Führung des Magnetankers erschwert wird. Insbeson dere kommt es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die scharfe Kontur der Schmelzspur auch nicht zu einer schädlichen Beeinflussung des Grundwerkstoffs außerhalb der Schmelzzone. The method according to the invention has compared to cladding or pouring out the advantage that the punctiform heating or Only a small amount of heat is melted locally using the laser beam quantity is introduced into the workpiece. On the one hand, this leads to a de finished surface zone and on the other hand reduces the risk that the pressure pipe warps during or after processing and thereby use as a guide for the magnet armature is difficult. Insbeson the latter occurs in the method according to the invention due to the sharp Contour of the melting trace also does not have a detrimental effect on the Base material outside the melting zone.

Das Laserlegieren zum Erzeugen eines nicht-magnetisierbaren oder austenitischen Bereichs kann sowohl am Rohling oder an einem Halbzeug als auch an einem Fertigrohr erfolgen. Letzteres ist möglich, wenn ein ma gnetischer Kurzschluß in einem Bereich geringer Dicke über dem Druckrohr zugelassen werden kann. Soll dagegen der magnetische Schluß gänzlich vermieden sein, ist das oberflächenlegierte Druckrohr nach der Laserbe handlung nachzubearbeiten. Dazu kann das Werkstück beispielsweise in einem Drehautomaten zu seiner endgültigen Form ausgedreht werden.Laser alloying to produce a non-magnetizable or austenitic area can be either on the blank or on a semi-finished product as well as on a prefabricated pipe. The latter is possible if a ma magnetic short circuit in an area of small thickness above the pressure pipe can be approved. On the other hand, the magnetic closure should be entirely to be avoided is the surface-alloyed pressure pipe after the laser beam post-process. For this purpose, the workpiece can, for example, be in a lathe to its final shape.

Gegenüber den üblichen Edelstahlhülsen erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine Verringerung des Scherungsspalts. Damit ist eine Reduzie rung der für die aufgabengemäße Bewegung des Magnetankers erforderli chen Energie möglich, so daß das Magnetventil auch noch bei geringeren Spannungen betrieben werden kann. Des weiteren geht damit der Vorteil der Bauraumreduzierung einher.Compared to the usual stainless steel sleeves, the invention allows Procedure a reduction in the shear gap. This is a reduction tion of the required for the task-oriented movement of the magnet armature Chen energy possible, so that the solenoid valve even at lower Voltages can be operated. Furthermore, the advantage of Reduced installation space.

Als Zusatzwerkstoff eignen sich insbesondere alle Austenitbildner, insbeson dere Nickel, Chrom, Mangan und Stickstoff. Sie können in unterschiedlicher Form zugeführt werden, beispielsweise als Pulver, als Draht oder als Fülldraht. Grundsätzlich sind jedoch alle Stoffe möglich, deren Anreicherung im Grundwerkstoff zu einer Gefügeänderung derart führt, so daß schließlich in diesem Bereich eine verminderte Magnetisierbarkeit vorliegt.All austenite formers are particularly suitable as filler materials, in particular other nickel, chrome, manganese and nitrogen. You can in different Form are supplied, for example as a powder, as a wire or as Cored wire. In principle, however, all substances are possible, their enrichment leads to a structural change in the base material in such a way that finally there is reduced magnetizability in this area.

Das Verfahren ist sowohl bei rotationssymmetrischen Teilen (Rohre, Zylin der) umlaufend oder in Längsrichtung als auch bei ebenen Werkstücken, bei denen eine solche Eigenschaftsänderung bereichsweise notwendig ist, an wendbar.The procedure is both for rotationally symmetrical parts (pipes, cylin the) all round or in the longitudinal direction as well as for flat workpieces, at for whom such a change in properties is necessary in certain areas reversible.

Dem Laserbeschichten liegt - ebenso wie dem oben beschriebenen Laserle gieren - der Gedanke zugrunde, durch die Verwendung der Lasertechnologie bei einem Führungselement aus magnetisierbarem Werkstoff einen Bereich, beispielsweise einer vorgefertigten Nut, eine zumindest verminderte Magne tisierbarkeit zu erzeugen, indem die Nut mit einem nicht- oder schwach ma gnetisierbaren Zusatzstoff voll oder zum Teil aufgefüllt wird. Dabei wird die durch das Laserbeschichten jeweils begrenzt erzeugte Beschichtungszone im Nutbereich des Bauteils schwach oder nicht-magnetisierbar.Laser coating - just like the Laserle described above greed - based on the idea of using laser technology an area in the case of a guide element made of magnetizable material, for example a prefabricated groove, at least a reduced magnet producibility by the groove with a non or weak ma gnetizable additive is fully or partially filled. The coating zone produced to a limited extent by laser coating weak or non-magnetizable in the groove area of the component.

Gegenüber anderen Beschichtungstechniken besteht beim Laserbeschich ten der Vorteil darin, daß eine gute metallurgische Verbindung zwischen Grundwerkstoff und Oberflächenschicht erzeugt wird und das Druckrohr auch nach Entfernen des Nutgrundes (Fertigbearbeitung) damit eine zuver lässige Dichtheit aufweist.Laser coating is compared to other coating techniques ten the advantage in that a good metallurgical connection between Base material and surface layer is generated and the pressure pipe even after removing the groove base (finishing), a reliable has casual tightness.

Gegenüber dem bekannten Auftragschweißen hat das Laserbeschichten den besonderen Vorteil, daß hier eine klare Abgrenzung zwischen dem Zusatz werkstoff und dem Grundwerkstoff entsteht und die anderenfalls auftretende Aufmischungszone praktisch vermieden wird.Compared to the known cladding, laser coating has the special advantage that there is a clear demarcation between the addition material and the base material arises and the otherwise occurring Mixing zone is practically avoided.

Ebenso wie bei dem zuvor beschriebenen Laserlegieren kann der Zusatz werkstoff auch beim Laserbeschichten in unterschiedlicher Form, beispiels weise als Pulver, Draht oder Fülldraht hinzugefügt werden.As with the laser alloys described above, the addition material also in laser coating in different forms, for example be added as powder, wire or cored wire.

Besonders vorteilhaft kann es sein, die Laserbehandlung in einem Drehau tomaten auszuführen. Somit können sowohl die Bearbeitung des Werkstücks als auch die Erzeugung des Bereichs verminderter Magnetisierbarkeit voll ständig innerhalb einer Fertigungseinheit erfolgen.It can be particularly advantageous to have the laser treatment in one turn run tomatoes. This allows both the machining of the workpiece as well as the generation of the area of reduced magnetizability fully always take place within a production unit.

Ebenso ist es möglich, das Werkstück zunächst in einem Drehautomaten vorzudrehen, es anschließend über eine Transfereinrichtung einer Laserbe handlungsanlage zuzuführen und es von der Laserbehandlungsanlage über eine weitere Transfereinrichtung zur Endbearbeitung erneut einem Drehau tomaten oder zum Beispiel Schleifautomaten zuzuleiten. Diese auf verschie dene Herstellungsvorrichtungen verteilte Herstellungsvariante kann für die Fertigung größerer Stückzahlen aufgrund verkürzter Taktzeiten oder für z. B. durch Tiefziehen hergestellte Rohlinge vorteilhaft sein.It is also possible to first machine the workpiece in an automatic lathe to turn it, then using a laserbe transfer device supply system and it from the laser treatment system another transfer device for finishing a turn tomatoes or for example automatic grinding machines. This on various whose manufacturing devices distributed manufacturing variant can for Manufacturing larger quantities due to shorter cycle times or for z. B. blanks produced by deep drawing may be advantageous.

Die Erfindung läßt sich ebenso mit einer Rotationsmagnetischen Anordnung verwirklichen wie mit einem offenen, d. h. nicht für Druckmedien vorgesehenen Führungselement. Bei der Rotationsmagnetischen Anordnung erstreckt sich der Bereich oder die Bereiche verminderter Magnetisierbarkeit nicht ra dial sondern axial.The invention can also be used with a rotational magnetic arrangement realize as with an open, d. H. not intended for print media Guide element. In the case of the rotational magnetic arrangement, it extends the area or areas of reduced magnetizability do not form dial but axial.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen darge stellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.The invention is illustrated below with reference to one in the drawings presented embodiment of the closer explained.

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

Fig. 1: ein durch Laserlegieren erzeugtes Führungselement als Rohling, Fig. 1: a signal generated by laser alloying guide member as a blank,

Fig. 2: ein durch Laserbeschichten erzeugtes Druckrohr, FIG. 2 shows a signal generated by laser coating pressure tube,

Fig. 3: ein Führungselement der Fig. 1 mit einem Legierungsbereich für eine Rotationsanordnung, Fig. 3: a guide member of Figure 1 with an alloy region for a rotary arrangement.

Fig. 4a-e: die schematische Abfolge des erfindungsgemäßen Laserlegie rens zum Erzeugen eines Bereichs verminderter Magnetisierbar keit, wobei Fig. 4e ein offenes Führungselement darstellt. 4a-e. The schematic sequence of the proceedings ness Laserlegie invention for creating a region of reduced magnetivity, FIG 4e is an open guide element..

Wie Fig. 1 und 2 zeigt, wird das Werkstück 1 beim Laserlegieren entweder als Rohling oder als Halbzeug mit einer vorbereiteten Nut 2 behandelt. Es weist bereits eine zylindrische Form auf. In einem Drehautomaten oder in einer Laserbearbeitungsanlage (nicht dargestellt) wird der Rohling bzw. das Halbzeug mit einem über eine Fokussieroptik 3 gebündelten Laserstrahl 4 beaufschlagt (behandelt).As shown in FIGS . 1 and 2, the workpiece 1 is treated with a prepared groove 2 in laser alloying either as a blank or as a semi-finished product. It already has a cylindrical shape. In an automatic lathe or in a laser processing system (not shown), the blank or the semifinished product is acted upon (treated) with a laser beam 4 bundled via focusing optics 3 .

Im Bereich des auftreffenden Laserstrahls, im Brennfleck 5 wird über eine Düse 6 ein Zusatzwerkstoff 7 in Pulverform zugeführt. Der Zusatzwerkstoff kann ebenso als Draht oder als Gas mit geeigneten Einrichtungen zugeführt werden.In the area of the incident laser beam, in the focal spot 5 , a filler material 7 is supplied in powder form via a nozzle 6 . The filler material can also be supplied as wire or gas with suitable equipment.

Der Grundwerkstoff (z. B. Werkstoffnummer 1.4016 nach DIN 17007) wird im Bereich des Brennflecks 5 in einer Schmelzzone 8 aufgeschmolzen und mit dem Zusatzstoff 6 (z. B. Nickel) angereichert. Nach dem anschließenden Er starren und Abkühlen weist die Schmelzzone 8 einen Bereich verminderter Magnetisierbarkeit auf.The base material (e.g. material number 1.4016 according to DIN 17007) is melted in the focal spot 5 in a melting zone 8 and enriched with the additive 6 (e.g. nickel). After the subsequent staring and cooling, the melting zone 8 has an area of reduced magnetizability.

Beim in Fig. 2 dargestellten Laserbeschichten wird die in den Rohling 1 ein gearbeitete Nut 2 mit einem durch den Laserstrahl aufgeschmolzenen drahtförmigen Zusatzwerkstoff 9 aufgefüllt. Der drahtförmige Zusatzwerkstoff wird über eine Drahtzuführeinheit 10 zugeführt. Der Zusatzwerkstoff kann ebenso als Pulver mit geeigneten Einrichtungen zugeführt werden. Die der art erzeugte laserbeschichtete Zone 11 besteht damit im wesentlichen aus dem Zusatzwerkstoff 9.In the laser coating shown in FIG. 2, the groove 2 machined into the blank 1 is filled with a wire-shaped filler material 9 melted by the laser beam. The wire-shaped filler material is fed via a wire feed unit 10 . The filler material can also be supplied as a powder with suitable equipment. The type of laser-coated zone 11 thus essentially consists of the filler material 9 .

Die Nut kann auch, wie in Fig. 3 dargestellt, längs (axial) des Druckrohrs oder offenen Führungselements verlaufen. Gleiches gilt für die Nut beim La serlegieren. In beiden Fällen können auch mehrere axiale Legierungsberei che erzeugt werden.The groove can also, as shown in Fig. 3, run longitudinally (axially) of the pressure tube or open guide element. The same applies to the groove in laser alloying. In both cases, several axial alloy areas can also be created.

Der in Fig. 4 dargestellte Rohling 12 ist bereits vorbearbeitet und liegt in den groben Umrissen des späteren Druckrohres oder offenen Führungselements zuzüglich einer Bearbeitungszugabe 13 vor. Auch dieser Rohling weist eine Nut 2 auf. In Fig. 4a ist die endgültige Kontur 14 des Druckrohrs bereits schraffiert dargestellt.The blank 12 shown in FIG. 4 is already pre-machined and is in the rough outline of the later pressure tube or open guide element plus a machining allowance 13 . This blank also has a groove 2 . In Fig. 4a, the final contour 14 is of the pressure tube shown already hatched.

Mit einem über eine Fokussieroptik 3 gebündelten Laserstrahl 4 wird die Oberfläche des Rohlings 12 (Grundwerkstoff) aufgeschmolzen. In die entste hende Schmelzzone wird der Zusatzwerkstoff 7 eingebracht. Damit wird in der Schmelzzone 8 die chemische Zusammensetzung der Schmelze derart modifiziert, daß in Verbindung mit der raschen Erstarrung und Abkühlung der Schmelze in diesem Bereich ein Gefüge entsteht, die eine gegenüber dem Ausgangswerkstoff verminderte Magnetisierbarkeit aufweist. Hierauf kann das Werkstück fertigbearbeitet werden.The surface of the blank 12 (base material) is melted using a laser beam 4 bundled via a focusing optics 3 . The filler material 7 is introduced into the existing melting zone. In this way, the chemical composition of the melt is modified in the melting zone 8 in such a way that, in connection with the rapid solidification and cooling of the melt, a structure is created in this area which has a reduced magnetizability compared to the starting material. The workpiece can then be finished.

Claims

1. Guide element made of a magnetizable base material ( 1 ) and at least one area of reduced magnetizability ( 8 , 11 ), characterized in that the area of reduced magnetizable speed is an integral part of the base material.

2. Guide element according to claim 1, characterized in that the Lattice structure of the area of reduced magnetizability by a changed material properties produced by laser alloying in order have a reduced magnetizability.

3. Guide element according to claim 1, characterized in that the laser-alloyed region has a chemical composition modified by an additive ( 7 ) and a modified structure.

4. Guide element according to claim 3, characterized by an austenite-forming additive ( 7 ).

5. Guide element according to claim 4, characterized by at least one austenite-forming additive ( 7 ) from the group nickel, manganese, nitrogen.

6. Guide element made of a magnetizable base material with egg nem area reduced magnetizability ( 11 ), characterized in that the area of reduced magnetizability essentially consists of a non-or weakly magnetizable additive ( 9 ) applied by laser coating.

7. Guide element according to claim 4 or 6, characterized by an additive ( 7 , 9 ), the melting temperature of which is slightly lower than that of the base material.

8. Guide element according to one of the preceding claims, there characterized in that the area of reduced magneti axially extendsability.

9. Guide element according to one of claims 1 to 7, characterized ge indicates that the area of reduced magnetizability extends radially around the guide element.

10. Guide element according to one of the preceding claims ge Characterized by a suitable one-sided closed as a pressure pipe execution.

11. A method for producing a guide element from a magnetizable base material ( 1 ) with an area of reduced magnetizability ( 8 ) with the following steps:

- Melting the base material in a spatially limited area ( 8 ) of a workpiece ( 1 , 12 ) and
- Alloying the base material ( 1 ) in this area with an additive ( 7 ) causing a change in the structure of the base material.

12. The method according to claim 11, characterized by melting and alloying with the aid of a laser beam ( 4 ).

13. A method for producing a guide element ( 1 ) from a magnetizable base material with an area of reduced magnetizability ( 11 ) with the following steps:

- creating a groove ( 2 ) in a workpiece ( 1 ),
- Applying a non-or weakly magnetizable additive ( 9 ) using a laser ( 4 ).

14. The method according to any one of claims 11 to 13, characterized by finishing the workpiece.