DE10038139B4

DE10038139B4 - Guide element for a magnet arrangement

Info

Publication number: DE10038139B4
Application number: DE10038139A
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Dr. Eick; Laszlo Dr. 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: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2020-08-05
Also published as: DE10038139A1

Abstract

Führungselement aus einem magnetisierbaren Grundwerkstoff (1) und mindestens einem Bereich verminderter Magnetisierbarkeit (8, 11), dadurch gekennzeichnet, daß dieser Bereich im Vergleich zum Grundkörper vermindert magnetisierbar ist und einen integralen Bestandteil des Grundwerkstoffs darstellt.guide element of a magnetizable base material (1) and at least one Area of reduced magnetizability (8, 11), characterized that this Range compared to the main body is magnetizable and an integral part of the Base material represents.

Description

Die Erfindung betrifft ein Führungselement in einer Magnetanordnung, beispielsweise ein Druckrohr zur Aufnahme eines Magnetankers für ein elektromagnetisch betätigbares Ventil, wie es zum Beeinflussen des Volumenstroms fluider Medien eingesetzt wird.The The invention relates to a guide element in a magnet arrangement, for example a pressure tube for receiving a magnet armature for an electromagnetically actuated Valve as it 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 einem 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 andererseits dem sich unterhalb des Druckrohrs anschließenden Ventilsitz an, mit dem es direkt oder indirekt verbunden ist.One Such solenoid valve is from the German patent application 197 00 979 known. It consists essentially of a magnetic coil and a housing which surrounds another cylindrical part, which is the magnet armature leads and takes over the tasks of a pressure pipe. The magnet armature arranged therein is usually of the actuating medium surrounded and on the one hand over a return spring the cylindrical part and on the other hand below the pressure tube subsequent Valve seat to 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 wirkenden Magnetfelds zu verlassen und die Steuerungsfunktion des Ventils ausüben zu können.Of the Magentanker is axially movable within the pressure tube to its End position when applying a current to the coil due to the on Leave him magnetic field acting and the control function exercise of the valve to be able to.

Demgemäß obliegen dem Druckrohr innerhalb der Magnetventilanordnung dreierlei Aufgaben; nämlich einerseits die Führung des magnetischen Flusses vom Magnetgehäuse zu dem Magnetanker, anderseits die mechanische Führung des Magnetankers und schließlich die druckdichte Kapselung des Stellmediums.Accordingly, lie the pressure tube within the solenoid valve assembly three tasks; namely on the one hand the leadership the magnetic flux from the magnet housing to the armature, on the other hand the mechanical guidance of the magnet armature and finally the pressure-tight encapsulation of the actuating 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 Widerstand aufzuweisen. Des weiteren müssen sie eine ausreichende mechanische 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.from that There are special requirements for the material properties and the design of such pressure pipes, which prevent a magnetic short circuit without too much magnetic resistance exhibit. Furthermore, must they have sufficient mechanical strength to withstand the high Pressure of the medium to withstand. The spatial Dimensions of the component the use of the solenoid valve, for example in hydraulic systems of the vehicle brake system (anti-lock braking systems) not unnecessary difficult. In this sense, the execution of a Pressure pipe a compromise between the said opposite Represent 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 pressure pipes made of several non-magnetizable and produce magnetizable parts by the items material, positive and / or non-positive be connected to each other.

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-magnetisierbarem Material und einem Polkern. Diese Bauteile werden zunächst separat hergestellt und anschließend miteinander hartverlötet. Um das Austreten von Lot in den Innenraum des Druckrohres zu vermeiden, wird ein zusätzliches dünnwandiges Rohr in das Druckrohr eingebracht, welches zudem die Zentrierung des Jochs, des Rings und des Pols erlaubt.One Such pressure tube and a method for its preparation is from German Patent Application 44 38 158 known. It exists from a tubular yoke made of magnetizable material, a Ring made of non-magnetizable material and a pole core. These Components are initially separate produced and then brazed together. In order to avoid the leakage of solder into the interior of the pressure tube, will be an additional one thin-walled Tube introduced into the pressure tube, which also has the centering of the yoke, the ring and the pole allowed.

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 miteinander derart verschweißt werden, daß sie auch bei höheren Drücken gegen den Innenraum des Rohres eine möglichst hohe Dichtheit aufweisen.The same principle lies the production of the pressure tube from the German Laid-open application 32 45 616 basis. This also exists a non-magnetizable ring and magnetizable pipe parts, which are welded together so that they too at higher To press have the highest possible tightness against the interior of the tube.

Bei den aus mehreren Einzelteilen bestehenden Druckrohren ist es übereinstimmend 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 Ventilsteuerung führt. Entsprechend sind besondere Prüfverfahren erforderlich, die jedoch nur an den bereits vollständig montierten Magnetventilanordnungen durchführbar sind.at the consisting of several parts pressure pipes it is consistent disadvantageous that the non-positive and positive Compounds do not meet the requirements for bursting resistance of the pressure pipe reliable just so that just at high pressures always the risk of leakage remaining, which is too substantial impairments the valve control leads. Accordingly, special test methods required, but only on the already fully assembled Solenoid valve arrangements feasible are.

Des weiteren handelt es sich bei den Herstellungsverfahren für die beschriebenen 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 anschließendes Nachbearbeiten des Druckrohres umfassen. Gerade für die Produktion von Massenartikeln, wie beispielsweise Magnetventilen für Bremsanlagen der Kraftfahrzeugtechnik, sind die dafür erforderlichen Fertigungsanlagen mit hohen Kosten verbunden.Of others are the manufacturing processes for the described Pressure pipes mostly involve multi-stage processes, both a separate Finishing the items as well as through the ones to be matched Positioning of the items complex merging and then Reprocess the pressure tube include. Especially for the production of mass-produced items, such as solenoid valves for brake systems Automotive technology, are the required production facilities associated with high costs.

Die Zusammensetzung der Druckrohre aus mehreren Einzelteilen setzt neben 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 of several individual parts sets beside the elaborate production process also a special logistics the provision of the items and the associated Administration ahead. Again, this is usually a high cost, for example Storage and staff, connected.

Es sind daher auch einteilige Druckrohre bekannt, um das Risiko von Undichtheiten zuverlässig auszuschließen und Kosten einzusparen.It Therefore, one-piece pressure pipes are also known to reduce the risk of Reliably exclude leaks and Save costs.

Einteilige Druckrohre erfordern jedoch eine besondere Materialbeschaffenheit und – behandlung, da sie anderenfalls einen magnetischen Kurzschluß bewirken.one-piece Pressure pipes, however, require a special material condition and treatment, otherwise they cause a magnetic short circuit.

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 Wanddicke gearbeitet ist. Aufgrund der Materialbeschaffenheit kann das Druckrohr hohen Arbeitsdrücken standhalten, selbst wenn es nur eine geringe Wandstärke 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 Verlustenergie.Out German Offenlegungsschrift 197 00 979 is a solenoid valve with a housing made of ferromagnetic free cutting steel known in the field of Magnetic anchor as a sleeve, i.e. worked as a pressure tube, with a small wall thickness. Due to the Material quality, the pressure pipe can withstand high working pressures, even if it has only a small wall thickness. The small wall thickness leads to, that the magnetic short already at low field strengths saturated and thus ineffective. However, the necessary energy is in the sense of the setting task loss energy.

Die deutsche Offenlegungsschrift 40 03 606 schlägt daher ein Druckrohr aus einem wenigstens zweischichtigen Verbundwerkstoff vor, dessen die Innenseite des Druckrohrs bildende eine Schicht aus einem nicht-magnetisierbaren 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 Offenlegungsschrift 40 03 606 therefore proposes a pressure tube an at least two-layer composite whose whose Inside the pressure tube forming a layer of a non-magnetizable Metal and the other layer of a soft magnetic material consists. However, such a pressure tube of several layers has again the disadvantages of the elaborate production.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 964 297 ist ein Druckrohr und ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt, bei dem zunächst ein magnetisierbares Rohrstück mit einer ringförmigen Außennut mit einem zylindrischen Nutgrund versehen wird, welches anschließend mit nicht-magnetisierbarem Metall ausgefüllt wird. Dies geschieht beispielsweise durch Auftragschweißen. Anschließend wird der Nutgrund entfernt, damit eine zusammenhängende Magnetschlußhülse mit zylindrischem Innendurchmesser entsteht. Ein solches Druckrohr ist ebenso aus der deutschen Offenlegungsschrift 198 21 741 bekannt.Out German Offenlegungsschrift 1 964 297 is a pressure tube and a method for its production is known in which a first magnetizable pipe section with an annular Outer groove with a cylindrical groove bottom is provided, which subsequently with non-magnetizable metal is filled. This happens, for example, by Cladding. Subsequently the groove base is removed, so that a coherent Magnetschlußhülse with cylindrical inside diameter formed. Such a pressure tube is also known from German published patent application 198 21 741.

Bei dem Aufbringen eines Metalls durch Auftragsschweißen besteht aufgrund der Erwärmung des Führungselements das Risiko von Thermospannungen, die ein Verziehen des Bauteils und/oder Rißbildungen verursachen können.at the application of a metal by build-up welding consists due to the warming of the guide element the risk of thermal stress, a distortion of the component and / or cracking can cause.

Aus der deutschen Patentschrift 37 15 327 ist ein Verfahren zum Beschichten 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.Out German Patent 37 15 327 is a method for coating a workpiece under Use of laser technology known. This is first a Alloy applied to a base by thermal spraying and melted with a high energy beam. Then done aftertreatment of the applied layer to improve the Surface structure.

Diese Verfahren vermeidet die Nachteile des Auftragschweißens. Es handelt sich dabei jedoch auch um einen mehrstufigen Prozeß mit den genannten Nachteilen.These Method avoids the disadvantages of build-up welding. It However, this is also a multi-stage process with the mentioned disadvantages.

Der Erfindung liegt demnach das Problem zugrunde, ein Druckrohr bereitzustellen, das den Anforderungen an die Dichtheit und Druckfestigkeit gerecht wird, eine Magnetflußführung möglichst unter Vermeidung eines magnetischen Kurzschlusses gewährleistet und dabei kostengünstig hergestellt werden kann und weiter, ein, in Verfahren zur Herstellung eines solchen erkstücks bereitzustellen.Of the The invention is therefore based on the problem of providing a pressure tube, that meets the requirements for tightness and pressure resistance is, a magnetic flux guide possible while avoiding a magnetic short circuit and cost-effective can be prepared and further, a, in process for producing a such a thing provide.

Die Aufgabe wird gelöst durch die unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The Task is solved through the independent ones Claims. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.

Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, daß ein Grundwerkstoff einen Bereich mit im Vergleich zum Grundkörper verminderter Magnetisierbarkeit aufweist, der einen integralen Bestandteil des Grundwerkstoffs darstellt.Of the The invention is based on the idea that a base material a Area with reduced in comparison to the main body magnetizability which forms an integral part of the base material.

Aus der Literatur (K.Ara, H.Yagi, H.Ikeda, Y.Sugiyama, T.Oomura, M.Moriyasu, S.Hiramoto, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 25, No. 5, 1989, 3830–3832) ist ein Verfahren zur Veränderung der magnetischen Eigenschaften eines Grundkörpers durch lokale Bestrahlung mit Laserstrahlung oder mit Elektronen bekannt. Dabei wird ein ferromagnetischer Stahl oder ein nichtmagnetischer austenitischer rostfreier Stahl bestrahlt. Im Ergebnis weisen die behandelten Werkstücke nach Bestrahlung und anschließender Magnetisierung einen ferromagnetischen bzw. austenitischen Grundkörper auf, der ein ferromagnetisches und daher magnetisierbares Gitter als integralen Bestandteil umfaßt. Dieser integrale Bestandteil zeigt eine höhere magnetische Flußdichte im Vergleich zum Grundkörper (siehe 4). Ein Führungselement mit einem integralen Bestandteil von im Vergleich zum Grundkörper.From the literature (K.Ara, H. Yagi, H. Ikeda, Y. Suyiyama, T.Oomura, M.Moriyasu, S. Hiramoto, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 25, No. 5, 1989, 3830-3832 ) discloses a method for changing the magnetic properties of a base body by local irradiation with laser radiation or with electrons. In this case, a ferromagnetic steel or a nonmagnetic austenitic stainless steel is irradiated. As a result, the treated workpieces after irradiation and subsequent magnetization on a ferromagnetic or austenitic base body comprising a ferromagnetic and therefore magnetizable grid as an integral part. This integral component shows a higher magnetic flux density compared to the main body (see 4 ). A guide element with an integral part of compared to the main body.

Auch EP 0 406 004 A2 offenbart ein Verfahren zur lokalen Änderung der magnetischen Eigenschaften eines Werkstoffs mit Hilfe von Laserstrahlung. Die Änderung der Eigenschaften bezieht sich jedoch auf das Erzeugen einer magnetischen Anisotropie und nicht auf das Herstellen eines Bereichs mit verminderter Magnetisierbarkeit.Also EP 0 406 004 A2 discloses a method for locally changing the magnetic properties of a material by means of laser radiation. However, the change in properties refers to the generation of magnetic anisotropy and not to the production of a region of reduced magnetizability.

Das erfindungsgemäße Führungselement kann durch eine Gefügeumwandlung des Grundwerkstoffs wie z.B. durch Laserlegieren, d.h. durch Aufschmelzen und Dotie ren des Grundwerkstoffs mit einem Zusatzwerkstoff (Legierungszusatz), oder durch Laserbeschichten, d.h. durch Aufbringen eines Zusatzwerkstoffs (Beschichtungswerkstoff) auf den Grundwerkstoff erzeugt werden. Infolge einer Relativbewegung zwischen Werkstück und Laserstrahl kann die Bearbeitungszone umlaufend (ringförmig) oder in Längsrichtung ausgedehnt werden. Die Erzeugung beliebig ausgedehnter Konturen und Flächen ist ebenfalls realisierbar.The Guide element according to the invention can through a structural transformation of the base material such as e.g. by laser alloying, i. by melting and Dotie ren of the base material with a filler material (alloying addition), or by laser coating, i. by applying a filler material (Coating material) are produced on the base material. As a result of a relative movement between the workpiece and the laser beam, the Machining zone encircling (annular) or in the longitudinal direction be extended. The generation of arbitrarily extended contours and surfaces is also possible.

Das Laserlegieren führt zu einer modifizierten chemischen Zusammensetzung des Grundwerkstoffs, welche wiederum in Verbindung mit den nach der Laserbehandlung vorliegenden hohen Abkühlgeschwindigkeiten zu einem nicht oder nur schwach magnetisierbaren Gefüge führt.The laser alloying leads to a modified chemical composition of the background stoffs, which in turn leads in connection with the present after the laser treatment high cooling rates to a no or only slightly magnetizable structure.

Beim Beschichten entsteht in diesem Fall ein metallurgischer Verbund zwischen dem magnetisierbaren Grund- und dem nicht oder nur schwach magnetisierbaren Beschichtungswerkstoff.At the Coating is in this case a metallurgical composite between the magnetizable ground and the not or only weak magnetizable coating material.

Der Begriff der verminderten Magnetisierbarkeit umfaßt dabei neben der schwachen Magnetisierbarkeit auch das Fehlen jeder Magnetisierbarkeit.Of the Notion of reduced magnetizability includes besides the weak Magnetizability also the lack of any magnetizability.

Das Erzeugen eines nicht oder nur schwach magnetisierbaren Bereichs erfolgt beim Laserlegieren im wesentlichen nur in der aufgeschmolzenen Oberflächenzone. Die aufgeschmolzene Zone wird dabei mit Zusatzwerkstoffen dotiert, welche mit aufgeschmolzen werden und bei der gemeinsamen Abkühlung die Ausbildung eines nicht – oder nur schwach magnetisierbaren austenitischen Gefüges begünstigen. Der Grundwerkstoff im nicht angeschmolzenen Bereich bleibt weiterhin magnetisierbar. Er kann je nach der Zusammensetzung und Abkühlungsbedingungen in der Wärmeeinflußzone ein ferritisches oder auch martensitisches Gefüge besitzen.The Generating an area that is not or only slightly magnetizable takes place during laser alloying essentially only in the molten surface zone. The molten zone is doped with additional materials, which are melted with and the common cooling the Training a non - or favor only weakly magnetizable austenitic structure. The base material in the not fused area remains magnetizable. It may be ferritic depending on the composition and cooling conditions in the heat affected zone or martensitic structure have.

Die Geometrie des nicht-magnetisierbaren Bereichs, beispielsweise die Form, Tiefe oder die Größe, läßt sich dabei über die Wahl der Prozeßparameter festlegen. Es kann sich demnach um eine Oberflächenzone oder eine Tiefenzone handeln.The Geometry of the non-magnetizable region, for example the Shape, depth or size, can be over it the choice of process parameters establish. It can therefore be a surface zone or a deep zone act.

Das Laserlegieren hat den Vorteil, daß sich bezüglich der mechanischen Eigenschaften wie Dichtheit oder Berstfestigkeit ein homogenes Führungselement (im folgenden Druckrohr) herstellen läßt. Die Dichtheit ist dabei aufgrund der beibehaltenen Einteiligkeit des Bauteils zuverlässig gewährleistet. Demzufolge können die anderenfalls erforderlichen Dichtheitstests entfallen.The Laser alloying has the advantage that in terms of mechanical properties like tightness or bursting strength a homogeneous guide element (in the following pressure tube) can be produced. The tightness is there reliably guaranteed due to the retained one-piece nature of the component. As a result, can the otherwise required leak tests omitted.

Des weiteren eröffnet ein einheitliches Druckrohr Möglichkeiten der Rationalisierung und Automation des Fertigungsprozesses, da im Vergleich zu den bekannten Verfahren die Schritte des Zusammenfügens und Ausrichtens der Rohrkomponenten aufeinander überflüssig wird.Of opened another a unified pressure tube possibilities the rationalization and automation of the manufacturing process, since Compared to the known methods, the steps of assembling and Aligning the tube components to each other is unnecessary.

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 Wärmemenge in das Werkstück eingebracht wird. Dies führt einerseits zu einer definierten 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. Insbesondere kommt es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die scharfe Kontur der Schmelzspur auch nicht zu einer schädlichen Beeinflussung des Grundwerkstoffs außerhalb der Schmelzzone.The inventive method has opposite the buildup welding or pouring the advantage that through the punctiform Heat or melting with the help of the laser beam locally only a smaller one heat into the workpiece is introduced. this leads to on the one hand to a defined surface zone and reduced on the other the risk of that the pressure tube during or after processing warp and thereby use as guide of the armature is difficult. In particular, it comes in the inventive method due to the sharp contour of the melting trace also not harmful Influence of 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 magnetischer 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 Laserbehandlung nachzubearbeiten. Dazu kann das Werkstück beispielsweise in einem Drehautomaten zu seiner endgültigen Form ausgedreht werden.The Laser alloys for producing a non-magnetizable or austenitic Area can be on both the blank or on a semi-finished product as well done on a finished pipe. The latter is possible if a magnetic Short circuit in a region of small thickness the pressure tube can be admitted. If, on the other hand, the magnetic Conclusion completely avoided be, is the surface alloyed pressure tube post-processing after laser treatment. For this purpose, the workpiece, for example be turned to its final shape in a lathe.

Gegenüber den üblichen Edelstahlhülsen erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine Verringerung des Scherungsspalts. Damit ist eine Reduzierung der für die aufgabengemäße Bewegung des Magnetankers erforderlichen 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 tubes allows the method according to the invention a reduction in the shear gap. This is a reduction the for the task-oriented movement the magnet armature required energy possible, so that the solenoid valve can also be operated at lower voltages. Further goes thus the advantage of the space reduction associated.

Als Zusatzwerkstoff eignen sich insbesondere alle Austenitbildner, insbesondere 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.When In particular, all austenite formers are suitable as filler material, in particular Nickel, chromium, manganese and nitrogen. They can be in different forms supplied be, for example as a powder, as a wire or as a filler wire. in principle however, all substances are possible their enrichment in the base material to a structural change such leads so that finally in this area is a reduced magnetizability.

Das Verfahren ist sowohl bei rotationssymmetrischen Teilen (Rohre, Zylinder) umlaufend oder in Längsrichtung als auch bei ebenen Werkstücken, bei denen eine solche Eigenschaftsänderung bereichsweise notwendig ist, anwendbar.The Method is both for rotationally symmetrical parts (pipes, cylinders) circumferential or longitudinal as well as with flat workpieces, at where such a change in property is partially necessary, applicable.

Dem Laserbeschichten liegt – ebenso wie dem oben beschriebenen Laserlegieren – der Gedanke zugrunde, durch die Verwendung der Lasertechnologie bei einem Führungselement aus magnetisierbarem Werkstoff einen Bereich, beispielsweise einer vorgefertigten Nut, eine zumindest verminderte Magnetisierbarkeit zu erzeugen, indem die Nut mit einem nicht- oder schwach magnetisierbaren Zusatzstoff voll oder zum Teil aufgefüllt wird. Dabei wird die durch das Laserbeschichten jeweils begrenzt erzeugte Beschichtungszone im Nutbereich des Bauteils schwach oder nichtmagnetisierbar.the Laser stories lies - as well like the laser alloying described above - the thought behind, by The use of laser technology in a guide element made of magnetizable Material a region, for example a prefabricated groove, to produce at least reduced magnetizability by the groove with a non- or weakly magnetizable additive fully or partially filled becomes. In this case, the laser coating is limited by each generated coating zone in the groove region of the component weak or non-magnetisable.

Gegenüber anderen Beschichtungstechniken besteht beim Laserbeschichten 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 zuverlässige Dichtheit aufweist.Compared to other coating techniques, the advantage of laser coating is that that a good metallurgical connection between the base material and the surface layer is produced and the pressure pipe even after removal of the groove bottom (finishing) thus has a reliable tightness.

Gegenüber dem bekannten Auftragschweißen hat das Laserbeschichten den besonderen Vorteil, daß hier eine klare Abgrenzung zwischen dem Zusatzwerkstoff und dem Grundwerkstoff entsteht und die anderenfalls auftretende Aufmischungszone praktisch vermieden wird.Compared to the known buildup welding Laser painting has the particular advantage that here is one clear demarcation between the filler material and the base material arises and the otherwise occurring Aufmischungszone practically is avoided.

Ebenso wie bei dem zuvor beschriebenen Laserlegieren kann der Zusatzwerkstoff auch beim Laserbeschichten in unterschiedlicher Form, beispielsweise als Pulver, Draht oder Fülldraht hinzugefügt werden.As well As with the laser alloying described above, the filler material also in laser coating in different forms, for example as powder, wire or cored wire added become.

Besonders vorteilhaft kann es sein, die Laserbehandlung in einem Drehautomaten auszuführen. Somit können sowohl die Bearbeitung des Werkstücks als auch die Erzeugung des Bereichs verminderter Magnetisierbarkeit vollständig innerhalb einer Fertigungseinheit erfolgen.Especially It may be advantageous to laser treatment in a lathes perform. Thus, you can both the machining of the workpiece and the generation the range of reduced magnetizability completely within made a manufacturing unit.

Ebenso ist es möglich, das Werkstück zunächst in einem Drehautomaten vorzudrehen, es anschließend über eine Transfereinrichtung einer Laserbehandlungsanlage zuzuführen und es von der Laserbehandlungsanlage über eine weitere Transfereinrichtung zur Endbearbeitung erneut einem Drehautomaten oder zum Beispiel Schleifautomaten zuzuleiten. Diese auf verschiedene Herstellungsvorrichtungen verteilte Herstellungsvariante kann für die Fertigung größerer Stückzahlen aufgrund verkürzter Taktzeiten oder für z.B. durch Tiefziehen hergestellte Rohlinge vorteilhaft sein.As well Is it possible, the workpiece first pre-turning in a lathe, then via a transfer device a laser treatment plant and supply it from the laser treatment plant via a another transfer device for finishing again a lathe or, for example, to feed grinding machines. These on different Manufacturing devices distributed manufacturing variant can be used for manufacturing larger quantities due to shorter cycle times or for e.g. be made by deep drawing blanks to 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 radial sondern axial.The Invention can be realize as well with a rotary magnetic arrangement as with an open, i. not for Print media provided guide element. In the rotary magnetic arrangement, the area extends or the areas of reduced magnetizability not radial but axially.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.The Invention is described below with reference to an illustrated in the drawings embodiment closer explained.

In der Zeichnung zeigen:In show the drawing:

1 ein durch Laserlegieren erzeugtes Führungselement als Rohling, 1 a laser alloy generated guide element as a blank,

2 ein durch Laserbeschichten erzeugtes Druckrohr, 2 a laser-generated pressure tube,

3 ein Führungselement der 1 mit einem Legierungsbereich für eine Rotationsanordnung, 3 a guiding element of 1 with an alloy region for a rotational assembly,

4g–e die schematische Abfolge des erfindungsgemäßen Laserlegierens zum Erzeugen eines Bereichs verminderter Magnetisierbarkeit, wobei 4e ein offenes Führungselement darstellt. 4g -E the schematic sequence of the laser alloy according to the invention for generating a region of reduced magnetizability, wherein 4e represents an open leadership element.

Wie 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 1 and 2 shows, the workpiece becomes 1 in laser alloying either as a blank or as a semi-finished product with a prepared groove 2 treated. It already has a cylindrical shape. In a lathe or in a laser processing system (not shown), the blank or the semi-finished product with a focusing optics 3 bundled laser beam 4 charged (treated).

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 is via a nozzle 6 a filler material 7 supplied in powder form. The filler material may 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 Erstarren und Abkühlen weist die Schmelzzone 8 einen Bereich verminderter Magnetisierbarkeit auf.The base material (eg material number 1.4016 according to DIN 17007) is in the area of the focal spot 5 in a melting zone 8th melted and with the additive 6 Enriched (eg nickel). After the subsequent solidification and cooling, the melting zone 8th a range of reduced magnetizability.

Beim in 2 dargestellten Laserbeschichten wird die in den Rohling 1 eingearbeitete 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 derart erzeugte laserbeschichtete Zone 11 besteht damit im wesentlichen aus dem Zusatzwerkstoff 9.When in 2 The laser layers shown in the blank 1 integrated groove 2 with a wire-shaped filler melted by the laser beam 9 refilled. The wire-shaped filler material is via a wire feed unit 10 fed. The filler material can also be supplied as powder with suitable equipment. The laser-coated zone thus produced 11 consists essentially of the filler material 9 ,

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

Der in 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 4a ist die endgültige Kontur 14 des Druckrohrs bereits schraffiert dargestellt.The in 4 shown blank 12 is already preprocessed and lies in the rough outlines of the later pressure tube or open guide element plus a processing allowance 13 in front. This blank has a groove 2 on. In 4a is the final contour 14 the pressure tube already hatched.

Mit einem über eine Fokussieroptik 3 gebündelten Laserstrahl 4 wird die Oberfläche des Rohlings 12 (Grundwerkstoff) aufgeschmolzen. In die entstehende 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.With a via a focusing optics 3 bundled laser beam 4 becomes the surface of the blank 12 (Base material) melted. In the resulting melting zone is the additional material 7 one brought. This will be in the melting zone 8th the chemical composition of the melt modified such that in conjunction with the rapid solidification and cooling of the melt in this area, a structure is formed which has a relation to the starting material reduced magnetizability. Then the workpiece can be finished.

Claims

Guide element made of a magnetizable base material ( 1 ) and at least one region of reduced magnetizability ( 8th . 11 ), characterized in that this region is less magnetizable compared to the base body and constitutes an integral part of the base material.

guide element according to claim 1, characterized in that the lattice structure of the area reduced Magnetizability by a changed by laser alloy material properties is generated to have a reduced magnetizability.

Guiding element according to claim 1, characterized in that the laser-alloyed area is protected by an additive ( 7 ) has modified chemical composition and a modified microstructure.

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

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

Guide element made of a magnetizable base material with a region of reduced magnetizability ( 11 ), characterized in that the region of reduced magnetizability essentially consists of a laser-deposited non-magnetizable or weakly magnetizable additive ( 9 ) consists.

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

guide element according to one of the preceding claims, characterized that yourself the region of reduced magnetizability extends axially.

guide element according to one of claims 1 to 7, characterized in that the area is reduced Magnetizability extends radially around the guide element.

guide element according to one of the preceding claims characterized by a suitable as a pressure tube one-sided closed design.

Method for producing a guide element according to claim 1, comprising the following steps: melting the base material in a spatially limited area ( 8th ) of a workpiece ( 1 . 12 ) and - alloying of the base material ( 1 ) in this area with an additive which causes a structural change of the base material ( 7 ).

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

Method of manufacturing a guide element according to claim 11 or 12, characterized by: - producing a groove ( 2 ) in a workpiece ( 1 ), - application of a non or weakly magnetizable additive ( 9 ) with the help of a laser ( 4 ).

Method according to one of claims 11 to 13, characterized by finishing the workpiece.