EP2976178A1 - Pastöses schutzmittel als rückraumschutz bei einem laserbohren, rückraumschutzvorrichtung, verfahren zum erzeugen einer durchgangsbohrung und vorrichtung zur durchführung solch eines verfahrens - Google Patents

Pastöses schutzmittel als rückraumschutz bei einem laserbohren, rückraumschutzvorrichtung, verfahren zum erzeugen einer durchgangsbohrung und vorrichtung zur durchführung solch eines verfahrens

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EP2976178A1
EP2976178A1 EP14702559.7A EP14702559A EP2976178A1 EP 2976178 A1 EP2976178 A1 EP 2976178A1 EP 14702559 A EP14702559 A EP 14702559A EP 2976178 A1 EP2976178 A1 EP 2976178A1
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EP
European Patent Office
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workpiece
pasty
protective agent
cavity
ceramic particles
Prior art date
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EP14702559.7A
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Thorsten Bauer
Stefan Henneck
Jutta RIESSEN
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F02M2200/8069—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving removal of material from the fuel apparatus, e.g. by punching, hydro-erosion or mechanical operation

Definitions

  • Backspace protection device method for creating a through-hole and apparatus for carrying out such a method
  • the invention relates to a pasty protective agent, which serves as back space protection during laser drilling, a back space protection device, a method for generating a
  • the invention relates to the field of making nozzle bores, particularly for fuel injectors.
  • a method for producing at least one through-hole and a device for carrying out such a method are known.
  • the method uses a laser beam which is directed from the outside to a wall which limits a cavity of a workpiece.
  • a pasty protective agent is introduced into the cavity of a workpiece.
  • the pasty protective agent is in the extension of the exiting through the through hole laser beam in front of a
  • the pasty protective agent may be formed on the basis of a ceramic powder in aqueous solution or in a non-aqueous dispersion, in the metallic particles or
  • the pasty protective agent according to the invention with the features of claim 1, the inventive back space protection device according to claim 9, the inventive method with the features of claim 10 and the device according to the invention with the features of claim 11 have the advantage that the production of a through hole in a wall of the workpiece is further improved.
  • the viscosity of the pasty protective agent can be adjusted so that leakage from through holes is avoided and, secondly, the required absorption and scattering properties can be ensured.
  • the paste-like protective agent can be used by continuous supply into the cavity of the workpiece as a back space protection during laser drilling of through holes, in particular nozzle holes.
  • the composition of the pasty protective agent takes place on the basis of ceramic particles and the organic thickening agent.
  • the viscosity of the pasty protective agent can be raised so far that leakage from through holes is avoided.
  • the higher viscosity can also be used for the homogeneous stabilization of the ceramic particles in an aqueous system.
  • the use of pasty protective agent has the advantage that the use is largely independent of the shape of the workpiece, in particular of the cavity of the workpiece, so that the protective means can be used in particular for each nozzle type.
  • the pasty protective agent is made of the
  • Polyethylene oxide (PEO), depending on the selected ceramic filler of the dispersant sodium polyphosphate and one or more ceramic fillers together.
  • CaC0 3 mica, in particular in the form of a 100% crystalline, finely ground muscovite product, ZrO 2 and / or TiO 2 can be used as ceramic fillers or ceramic particles.
  • Polyethylene oxide preferably takes on the role of the thickening agent and is preferably dosed between 3 and 8% by mass with respect to the amount of particles to ensure good rheological properties for continuous dosing. In particular, 4 to 6% by mass can be added. Polyethylene oxide is also particularly well suited to produce higher viscosity aqueous mixtures without inclusion of air bubbles.
  • Sodium polyphosphate is preferably used as a dispersing aid for Zr0 2 , CaC0 3 and Ti0 2 .
  • Mica is preferably processed without a dispersing aid with the aid of polyethylene oxide to form a stable suspension.
  • the preparation of the pasty protective agent is preferably carried out via a dissolver, wherein the ceramic particles are slowly incorporated into the water. If a dispersing aid is used, it is preferably added before the addition of the thickening agent.
  • the effectiveness of the respective filler can be adjusted for example by means of extinction curves and also detected accordingly. After drilling one or more through-holes remaining in the cavity pasty protective agent can be flushed out. Residuals remaining on the bore wall are generally unproblematic.
  • the introduced into the cavity of the workpiece pasty protective means forms a back space protection device in the form defined thereby.
  • a conveying device which conveys the paste-like protective agent is partially introduced into the cavity of the workpiece, that a working part of the
  • Fig. 1 shows a workpiece and a device for carrying out a method for
  • Fig. 1 shows a device 1 and a workpiece 2 in a partial, schematic sectional view according to an embodiment of the invention.
  • the device 1 serves to carry out a method for generating
  • the workpiece 2 may in particular be a nozzle body 2 of a fuel injection valve.
  • the method performed by the device 1 is particularly suitable for the design of through holes 3, 4, which are designed as nozzle bores 3, 4 of a nozzle body 2.
  • the device 1 is particularly suitable for carrying out such a method.
  • the device 1 according to the invention and the method according to the invention are also suitable for other applications.
  • two through holes 3, 4 are shown.
  • the number of such through holes 3, 4 can be set differently in relation to the particular application.
  • the device 1 has a schematically illustrated laser device 5 and a conveying device 6 shown schematically.
  • the conveying device 6 is shown here as an example as a screw conveyor 6, but not limited to this embodiment.
  • the laser device 5 In operation, the laser device 5 generates a laser beam 7, which is directed in a direction 8 on the workpiece 2.
  • the laser beam 7 to the location of
  • the laser beam 7 in this case only in the wall 9 a
  • the generated through holes 3, 4 open into the cavity 12 so that, for example, fuel through these through holes 3, 4 can be injected into a combustion chamber of an internal combustion engine or the like when the workpiece 2 is used as the nozzle body 2 of a fuel injection valve.
  • the conveying device 6 promotes a pasty protective agent 13 in the cavity 12.
  • the pasty protective means 13 has ceramic particles and an organic thickener.
  • organic thickening agent for example, a polyethylene oxide can be used.
  • a dispersant may optionally also be used. Such a dispersant may comprise a sodium phosphate.
  • the ceramic particles can be at least partially formed as CaC0 3 and / or at least partially from a zirconium oxide, in particular Zr0 2 , and / or at least partially from a titanium oxide, in particular Ti0 2 .
  • a dispersing aid in particular sodium polyphosphate, is preferably used.
  • the ceramic particles can also be formed from mica.
  • no dispersing aid is used, since mica with the aid of a
  • Thickening agent in particular polyethylene oxide, can be processed into a stable suspension.
  • the ceramic particles in particular a mixture of Zr0 2 and Ti0 2 can be used. This results in a strong absorption of the laser beams.
  • mixtures with such particularly good absorbing solids with a particularly inexpensive ceramic material, in particular CaC0 3 can be used.
  • the thickening agent, in particular polyethylene oxide is preferably metered in between 3 and 8% by mass, in particular between 4 and 6% by mass, with respect to the amount of particles in order to produce the pasty protective agent. The range between 4 and 6% by mass has been found to be particularly advantageous in the experiment.
  • a quotient with a dividend which is the mass of the organic thickening agent and a divisor which is the mass of the ceramic particles is preferably set between 0.03 and 0.08, in particular between 0.04 and 0.06.
  • a divisor which is the mass of the ceramic particles is preferably set between 0.03 and 0.08, in particular between 0.04 and 0.06.
  • polyethylene oxide is also particularly well suited to produce higher viscosity aqueous mixtures without inclusion of air bubbles.
  • the pasty protective means 13 is at least largely promoted by the conveying device 6 without trapped air bubbles in the cavity 12.
  • the paste-like protective agent in the cavity 12 of the workpiece 2 in the extension 10 of the directed to produce the through hole 3 on the wall 9 laser beam 7 between the wall 9 and the cavity 12 limiting rear wall 1 1 of the workpiece 2 is brought.
  • the pasty protective means 13 is provided as protection when the laser device 5 is active.
  • the introduced into the cavity 12 of the workpiece 2 pasty protective means 13 thus forms a back space protection device for laser drilling.
  • Backspace protection device thus corresponds to the introduced into the cavity 12 mass of pasty protection means 13.
  • the pasty protection means 13 and thus the
  • Conveyor 6 completely off, but at least the part of the cavity 12, in which the extension 10 of the laser beam 7 hits the rear wall 1 1.
  • the back space protection device is limited at least by the walls 9, 1 1.
  • the pasty protective agent 13 may possibly escape from the cavity 12.
  • the conveying device 6 conveys the paste-like protective agent 13, which comprises ceramic particles and the organic thickening agent.
  • the paste-like protective agent 13 can be pressed, for example, with a kind of calender, possibly using a lance, into the cavity 12 of the workpiece 2.
  • a loss of pasty protective agent 13, which occurs by exiting through already drilled through holes 4 or the like, can be compensated by, in particular continuous, repressing.
  • the conveying device 6, which conveys the pasty protective agent 13, is partially inserted into the cavity 12.
  • a working part of the cavity 12 is limited by the conveying device 6.
  • the working part of the cavity 12 is filled by the conveying device 6 with the pasty protective agent 13.
  • the pasty protective agent may also contain metallic particles, glass fiber pieces or the like to the
  • the remaining pasty protective means 13 can be removed by washing or blowing.
  • the invention is not limited to the described embodiments.

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Abstract

Ein pastöses Schutzmittel (13), das als Rückwandschutz bei einem Laserbohren dient, umfasst keramische Partikel und ein organisches Andickungsmittel. Ferner ist eine Vorrichtung (1) zur Durchführung eines Verfahrens zum Laserbohren angegeben, wobei eine Fördervorrichtung (6) vorgesehen ist, die zum kontinuierlichen Fördern des pastösen Schutzmittels (13) in den Hohlraum (12) des Werkstücks (2) dient.

Description

Beschreibung Titel
Pastöses Schutzmittel als Rückraumschutz bei einem Laserbohren,
Rückraumschutzvorrichtung, Verfahren zum Erzeugen einer Durchgangsbohrung und Vorrichtung zur Durchführung solch eines Verfahrens
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein pastöses Schutzmittel, das als Rückraumschutz beim Laserbohren dient, eine Rückraumschutzvorrichtung, ein Verfahren zum Erzeugen einer
Durchgangsbohrung in einer Wand eines Werkstücks und eine Vorrichtung zur
Durchführung solch eines Verfahrens. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Herstellung von Düsenbohrungen, insbesondere für Brennstoffeinspritzventile. Aus der DE 10 2011 078 651 A1 sind ein Verfahren zum Erzeugen zumindest einer Durchgangsbohrung und eine Vorrichtung zur Durchführung solch eines Verfahrens bekannt. Das Verfahren nutzt einen Laserstrahl, der von außen auf eine Wand gerichtet wird, die einen Hohlraum eines Werkstücks begrenzt. Hierbei wird in den Hohlraum eines Werkstücks ein pastöses Schutzmittel eingebracht. Das pastöse Schutzmittel wird in der Verlängerung des durch die Durchgangsbohrung austretenden Laserstrahls vor eine den
Hohlraum begrenzende Rückwand des Werkstücks gebracht. Hierdurch ist ein
zuverlässiger Schutz der Rückwand vor Abtrag durch den Laserstrahl beim Laserbohren der Durchgangsbohrung gewährleistet. Bei einer möglichen Ausgestaltung kann das pastöse Schutzmittel auf der Basis eines keramischen Pulvers in wässriger Lösung oder in einer nicht wässrigen Dispersion ausgebildet sein, in das metallische Partikel oder
Glasfaserstücke eingelagert sind.
Beim Einsatz eines pastösen Schutzmittels bei einem Verfahren zum Erzeugen einer Durchgangsbohrung, wie es aus der DE 10 201 1 078 651 A1 bekannt ist, besteht das Problem, dass der erforderliche Rückraumschutz durch kontinuierliche Zuführung gewährleistet werden muss, wenn das pastöse Schutzmittel beispielsweise über bereits gebohrte Durchgangsbohrungen auslaufen kann. Vorzugsweise wird solch ein Auslaufen allerdings vermieden. Andererseits muss das pastöse Schutzmittel die für den
Rückraumschutz erforderlichen Absorptions- und Streuungseigenschaften aufweisen.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße pastöse Schutzmittel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , die erfindungsgemäße Rückraumschutzvorrichtung nach Anspruch 9, das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 haben demgegenüber den Vorteil, dass die Herstellung einer Durchgangsbohrung in einer Wand des Werkstücks weiter verbessert ist. Hierbei kann zum einen die Viskosität des pastösen Schutzmittels so eingestellt werden, dass ein Auslaufen aus Durchgangsbohrungen vermieden wird und zum anderen die erforderlichen Absorptions- und Streuungseigenschaften gewährleistet werden können. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen pastösen Schutzmittels, der im Anspruch 9 angegebenen Rückraumschutzvorrichtung, des im Anspruch 10 angegebenen Verfahrens und der im Anspruch 11 angegebenen Vorrichtung möglich. Das pastöse Schutzmittel kann durch kontinuierliche Zuführung in den Hohlraum des Werkstücks als Rückraumschutz beim Laserbohren von Durchgangsbohrungen, insbesondere Düsenbohrungen, eingesetzt werden. Die Zusammensetzung des pastösen Schutzmittels erfolgt hierbei auf der Basis von keramischen Partikeln und dem organischen Andickungsmittel. Durch die Einbringung von keramischen Partikeln mit den für den Rückraumschutz erforderlichen Absorptions- und Streuungseigenschaften in einem bestimmten Feststoffverhältnis kann der erforderliche Rückraumschutz durch
kontinuierliche Zuführung gewährleistet werden. Die Viskosität des pastösen Schutzmittels kann hierbei so weit angehoben werden, dass ein Auslaufen aus Durchgangsbohrungen vermieden wird. Die höhere Viskosität kann hierbei auch zur homogenen Stabilisierung der keramischen Partikel in einem wässrigen System dienen.
Der Einsatz des pastösen Schutzmittels hat den Vorteil, dass der Einsatz weitgehend unabhängig von der Formgebung des Werkstücks, insbesondere des Hohlraums des Werkstücks ist, so dass das Schutzmittel insbesondere für jeden Düsentyp einsetzbar ist.
Außerdem ist durch die kontinuierliche Nachdosierung beziehungsweise gleichmäßige Förderung auch mit preisgünstigen Füllstoffen, zum Beispiel CaC03 durch Einstellung eines bestimmten Feststoffgehaltes eine starke Absorption der Laserstrahlung möglich. Somit kann durch Mischungen von einem besonders absorbierenden Feststoff mit einem besonders preisgünstigen Material eine Kostensenkung erzielt werden.
Bei einer möglichen Ausgestaltung setzt sich das pastöse Schutzmittel aus dem
Andickungsmittel Polyethylenoxid (PEO), in Abhängigkeit von dem gewählten keramischen Füllstoff aus dem Dispergator Natriumpolyphosphat und einem oder mehreren keramischen Füllstoffen zusammen. Als keramische Füllstoffe oder keramische Partikel kann CaC03, Glimmer, insbesondere in Form eines 100 % kristallinen, feinst vermahlenen Muskovit- Produkts, Zr02 und/oder Ti02 zum Einsatz kommen. Polyethylenoxid übernimmt vorzugsweise die Rolle des Andickungsmittels und ist vorzugsweise zwischen 3 und 8 Masse-% in Bezug auf die Partikelmenge dosiert, um gute Theologische Eigenschaften für eine kontinuierliche Dosierung zu gewährleisten. Insbesondere können 4 - 6 Masse-% zudosiert werden. Polyethylenoxid ist außerdem besonders gut geeignet, höherviskose wässrige Mischungen ohne Einschluss von Luftblasen herzustellen. Natriumpolyphosphat wird vorzugsweise als Dispergierhilfsmittel für Zr02, CaC03 und Ti02 eingesetzt. Glimmer wird vorzugsweise ohne ein Dispergierhilfsmittel mit Hilfe des Polyethylenoxids zu einer stabilen Suspension verarbeitet. Die Herstellung des pastösen Schutzmittels erfolgt vorzugsweise über einen Dissolver, wobei die keramischen Partikel langsam in das Wasser eingearbeitet werden. Sofern ein Dispergierhilfsmittel zum Einsatz kommt, wird dieses vorzugsweise vor der Zugabe des Andickungsmittels zugegeben.
Die Effektivität des jeweiligen Füllstoffs kann beispielsweise mit Hilfe von Extinktionskurven eingestellt und entsprechend auch nachgewiesen werden. Nach der Bohrung einer oder mehrerer Durchgangsbohrungen kann das in dem Hohlraum verbleibende pastöse Schutzmittel ausgespült werden. An der Bohrungswand verbleibende Rückstände sind hierbei in der Regel unproblematisch.
Das in den Hohlraum des Werkstücks eingebrachte pastöse Schutzmittel bildet eine Rückraumschutzvorrichtung in der dadurch definierten Form aus.
Vorteilhaft ist es ferner, dass eine Fördervorrichtung, die das pastöse Schutzmittel fördert, teilweise in den Hohlraum des Werkstücks eingeführt wird, dass ein Arbeitsteil des
Hohlraums durch die Fördereinrichtung begrenzt wird und dass der Arbeitsteil des
Hohlraums durch die Fördereinrichtung mit dem pastösen Schutzmittel aufgefüllt wird. Hierbei ist während der Bearbeitung ein, insbesondere kontinuierliches, Nachfüllen oder Nachfördern des verbrauchten Schutzmittels vorteilhaft. Somit kann eine optimale Nutzung des Schutzmittels bei geringem Verbrauch erfolgen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Werkstück und eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum
Erzeugen zumindest einer Durchgangsbohrung in einer Wand des Werkstücks in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 und ein Werkstück 2 in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Vorrichtung 1 dient hierbei zum Durchführen eines Verfahrens zum Erzeugen von
Durchgangsbohrungen 3, 4 in dem Werkstück 2. Bei dem Werkstück 2 kann es sich insbesondere um einen Düsenkörper 2 eines Brennstoffeinspritzventils handeln. Somit eignet sich das von der Vorrichtung 1 durchgeführte Verfahren speziell zur Ausgestaltung von Durchgangsbohrungen 3, 4, die als Düsenbohrungen 3, 4 eines Düsenkörpers 2 ausgestaltet sind. Die Vorrichtung 1 eignet sich besonders zur Durchführung solch eines Verfahrens. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 und das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle.
In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Durchgangsbohrungen 3, 4 dargestellt. Die Anzahl solcher Durchgangsbohrungen 3, 4 kann in Bezug auf den jeweiligen Anwendungsfall aber unterschiedlich festgelegt werden.
Die Vorrichtung 1 weist eine schematisch dargestellte Lasereinrichtung 5 und eine schematisch dargestellte Fördervorrichtung 6 auf. Die Fördervorrichtung 6 ist hierbei exemplarisch als Förderschnecke 6 dargestellt, aber nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt.
Im Betrieb erzeugt die Lasereinrichtung 5 einen Laserstrahl 7, der in einer Richtung 8 auf das Werkstück 2 gerichtet wird. Hierbei wird der Laserstrahl 7 auf die Stelle der
Durchgangsbohrung 3 beziehungsweise der zu erzeugenden Durchgangsbohrung 3 auf eine Wand 9 des Werkstücks 2 fokusiert. In der Richtung 8 ergibt sich eine Verlängerung 10 des durch die Durchgangsbohrung 3 geführten Laserstrahls 7. Die Verlängerung 10 des Laserstrahls 7 trifft auf eine Rückwand 1 1 des Werkstücks 2. Hierbei ergibt sich der Begriff Wand 11 in Bezug auf die Wand 9 und die Richtung 8 des Laserstrahls 7. Bei der
Durchführung des Verfahrens soll der Laserstrahl 7 hierbei nur in der Wand 9 eine
Durchgangsbohrung 3 erzeugen, während die Rückwand 11 unverletzt bleiben soll.
Zwischen der Wand 9 und der Rückwand 1 1 befindet sich ein Hohlraum 12 des Werkstücks 2. Die erzeugten Durchgangsbohrungen 3, 4 münden in den Hohlraum 12, so dass beispielsweise Brennstoff über diese Durchgangsbohrungen 3, 4 in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine oder dergleichen eingespritzt werden kann, wenn das Werkstück 2 als Düsenkörper 2 eines Brennstoffeinspritzventils zum Einsatz kommt.
Bei der Durchführung des Verfahrens zur Erzeugung der Durchgangsbohrungen 3, 4 fördert die Fördervorrichtung 6 ein pastöses Schutzmittel 13 in den Hohlraum 12. Während des Laserbohrens erfolgt durch die Fördervorrichtung 6 vorzugsweise ein kontinuierliches Nachfördern des pastösen Schutzmittels 13. Das pastöse Schutzmittel 13 weist keramische Partikel und ein organisches Andickungsmittel auf. Als organisches Andickungsmittel kann beispielsweise ein Polyethylenoxid zum Einsatz kommen. In Abhängigkeit von dem gewählten Werkstoff (Füllstoff) für die keramischen Partikel kann gegebenenfalls auch ein Dispergator zum Einsatz kommen. Solch ein Dispergator kann ein Natriumphosphat umfassen.
Die keramischen Partikel können zumindest teilweise als CaC03 und/oder zumindest teilweise aus einem Zirconiumoxid, insbesondere Zr02, und/oder zumindest teilweise aus einem Titanoxid, insbesondere Ti02, gebildet sein. In diesem Fall kommt vorzugsweise ein Dispergierhilfsmittel, insbesondere Natriumpolyphosphat, zum Einsatz.
Die keramischen Partikel können auch aus Glimmer gebildet sein. In diesem Fall kommt vorzugsweise kein Dispergierhilfsmittel zum Einsatz, da Glimmer mit Hilfe eines
Andickungsmittels, insbesondere Polyethylenoxid, zu einer stabilen Suspension verarbeitet werden kann.
Bei der Wahl der keramischen Partikel kann insbesondere eine Mischung aus Zr02 und Ti02 zum Einsatz kommen. Hierdurch ergibt sich eine starke Absorption der Laserstrahlen. Allerdings können auch Mischungen mit solchen besonders gut absorbierenden Feststoffen mit einem besonders preisgünstigen keramischen Material, insbesondere CaC03 zum Einsatz kommen. Das Andickungsmittel, insbesondere Polyethylenoxid, wird vorzugsweise zwischen 3 und 8 Masse-%, insbesondere zwischen 4 und 6 Masse-%, in Bezug auf die Partikelmenge dosiert, um das pastöse Schutzmittel herzustellen. Der Bereich zwischen 4 und 6 Masse-% hat sich im Versuch als besonders vorteilhaft herausgestellt. Somit ist ein Quotient mit einem Dividend, der die Masse des organischen Andickungsmittels ist, und einem Divisor, der die Masse der keramischen Partikel ist, vorzugsweise zwischen 0,03 und 0,08, insbesondere zwischen 0,04 und 0,06, eingestellt. Hierdurch können gute Theologische Eigenschaften für eine kontinuierliche Dosierung des pastösen Schutzmittels gewährleistet werden. Speziell Polyethylenoxid ist außerdem besonders gut geeignet, um höherviskose wässrige Mischungen ohne einen Einschluss von Luftblasen herzustellen. Somit wird das pastöse Schutzmittel 13 von der Fördervorrichtung 6 zumindest weitgehend ohne eingeschlossene Luftblasen in den Hohlraum 12 gefördert. Hierbei wird das pastöse Schutzmittel in den Hohlraum 12 des Werkstücks 2 auch in der Verlängerung 10 des zur Erzeugung der Durchgangsbohrung 3 auf die Wand 9 gerichteten Laserstrahls 7 zwischen der Wand 9 und der den Hohlraum 12 begrenzenden Rückwand 1 1 des Werkstücks 2 gebracht. Somit ist in Bezug auf die Richtung 8 vor der Rückwand 1 1 stets das pastöse Schutzmittel 13 als Schutz vorgesehen, wenn die Lasereinrichtung 5 aktiv ist. Das in den Hohlraum 12 des Werkstücks 2 eingebrachte pastöse Schutzmittel 13 bildet somit eine Rückraumschutzvorrichtung zum Laserbohren aus. Die
Rückraumschutzvorrichtung entspricht somit der in den Hohlraum 12 eingebrachten Masse des pastösen Schutzmittels 13. Das pastöse Schutzmittel 13 und damit die
Rückraumschutzvorrichtung füllt dabei den Hohlraum 12 mit Ausnahme der
Fördervorrichtung 6 vollständig aus, zumindest jedoch den Teil des Hohlraumes 12, in dem die Verlängerung 10 des Laserstrahls 7 auf die Rückwand 1 1 trifft. In diesem Fall wird die Rückraumschutzvorrichtung zumindest durch die Wände 9, 1 1 begrenzt.
Über die bereits gebohrte Durchgangsbohrung 4 kann das pastöse Schutzmittel 13 gegebenenfalls aus dem Hohlraum 12 austreten. Die Viskosität des pastösen Schutzmittels
13 kann durch das organische Andickungsmittel gezielt angehoben werden, um ein Auslaufen aus der Durchgangsbohrung 4 zu vermeiden. Zugleich kommt es zu einer homogenen Stabilisierung der keramischen Partikel in dem wässrigen System des pastösen Schutzmittels 13.
Mit der Fördervorrichtung 6 wird das pastöse Schutzmittel 13 gefördert, das keramische Partikel und das organische Andickungsmittel umfasst. Das pastöse Schutzmittel 13 kann beispielsweise auch mit einer Art Kalander, eventuell unter Verwendung einer Lanze, in den Hohlraum 12 des Werkstücks 2 gepresst werden. Ein Verlust an pastösem Schutzmittel 13, der durch Austreten über bereits gebohrte Durchgangsbohrungen 4 oder dergleichen auftritt, kann hierbei durch, insbesondere kontinuierliches, Nachpressen ausgeglichen werden.
Die Fördervorrichtung 6, die das pastöse Schutzmittel 13 fördert, wird teilweise in den Hohlraum 12 eingeführt. Ein Arbeitsteil des Hohlraums 12 wird durch die Fördervorrichtung 6 begrenzt. Der Arbeitsteil des Hohlraums 12 wird durch die Fördervorrichtung 6 mit dem pastösen Schutzmittel 13 aufgefüllt.
Je nach Ausgestaltung und Anwendungsfall kann das pastöse Schutzmittel auch metallische Partikel, Glasfaserstücke oder dergleichen enthalten, um den
Absorptionsquerschnitt an den erzeugten Laserstrahl 7 anzupassen. Somit kann auch bei geringen Abständen zur Rückwand 11 ein Schutz der Rückwand 1 1 gewährleistet werden.
Nach dem Laserbohren der Durchgangsbohrungen 3, 4 in dem Werkstück 2 kann das verbleibende pastöse Schutzmittel 13 durch Auswaschen oder Ausblasen entfernt werden. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

Ansprüche
1. Pastöses Schutzmittel (13), das als Rückraumschutz bei einem Laserbohren dient, mit keramischen Partikeln,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein organisches Andickungsmittel vorgesehen ist.
2. Pastöses Schutzmittel nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das organische Andickungsmittel ein Polyethylenoxid umfasst.
3. Pastöses Schutzmittel nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Dispergator vorgesehen ist.
4. Pastöses Schutzmittel nach Anspruch 3,
dass der Dispergator ein Natriumphosphat umfasst.
5. Pastöses Schutzmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die keramischen Partikel zumindest teilweise aus CaC03 und/oder zumindest teilweise aus Glimmer und/oder zumindest teilweise aus einem Zirconiumoxid und/oder zumindest teilweise aus einem Titanoxid gebildet sind.
6. Pastöses Schutzmittel nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die keramischen Partikel zumindest teilweise aus Zr02 und/oder zumindest teilweise aus Ti02 gebildet sind.
7. Pastöses Schutzmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Quotient mit einem Dividend, der die Masse des organischen Andickungsmittels ist, und einem Divisor, der die Masse der keramischen Partikel ist, aus einem Bereich von etwa 0,03 bis etwa 0,08 ist.
8. Pastöses Schutzmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Quotient mit einem Dividend, der die Masse des organischen Andickungsmittels ist, und einem Divisor, der die Masse der keramischen Partikel ist, aus einem Bereich von etwa 0,04 bis etwa 0,06 ist.
9. Rückraumschutzvorrichtung (13) zum Laserbohren, die mit einem pastösen Schutzmittel (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
10. Verfahren zum Erzeugen zumindest einer Durchgangsbohrung (3, 4) in einer Wand (9) eines Werkstücks (2), die einen Hohlraum (12) des Werkstücks (2) begrenzt, wobei ein Laserstrahl (7) von außen auf die Wand (9) gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in den Hohlraum (12) des Werkstücks (2) in einer Verlängerung (10) des zur Erzeugung der Durchgangsbohrung (3) auf die Wand (9) gerichteten Laserstrahls (7) zwischen der Wand (9) und einer den Hohlraum (12) begrenzenden Rückwand (1 1) des Werkstücks (2) ein pastöses Schutzmittel (13) mit keramischen Partikeln und einem organischen
Andickungsmittel gebracht wird.
1 1. Vorrichtung (1) zur Durchführung eines Verfahrens mit den Merkmalen nach Anspruch 10, wobei eine Fördervorrichtung (6) vorgesehen ist, die zum Fördern des pastösen Schutzmittels (13) in den Hohlraum (12) des Werkstücks (2) dient.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fördervorrichtung (6) ein, insbesondere kontinuierliches, Nachfördern des pastösen Schutzmittels während des Laserbohrens ermöglicht.
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