(57)【要約】      （修正有）【課題】中空弁を経済的な方法で、また同時に最大の精度で製造できる、内燃機関の組立中空弁の製造方法を提供する。【解決手段】内燃機関の組立中空弁の製造方法に関し、ａ）ディスク部のボトム部２を組立装置５の台座４に配置し、かつ心出しをし、ｂ）ボトム部２の上に把持装置８によりステム部７を同心上に配置し、かつボトム部２とともにステム部７を回転させ、ｃ）ステム部７をボトム部２に溶接し、ｄ）ステム部７の上から傘部を、当該傘部がボトム部２と接触するまで押し込み、ｅ）傘部をボトム部２に溶接し、ｆ）傘部をステム部７に溶接する方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の組立中空弁（１）の製造方法であって、
ａ）ディスク部（３）のボトム部（２）を組立装置（５）の台座（４）に配置し、かつ心出しをし、
ｂ）前記ボトム部（２）の上に把持装置（８）によりステム部（７）を同心上に配置し、かつ前記ボトム部（２）とともに前記ステム部（７）を回転させ、
ｃ）前記ステム部（７）を前記ボトム部（２）に溶接し、
ｄ）前記ステム部（７）の上から傘部（１３）を、当該傘部が前記ボトム部（２）と接触するまで押し込み、
ｅ）前記傘部（１３）を前記ボトム部（２）に溶接し、
ｆ）前記傘部（１３）を前記ステム部（７）に溶接する方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
前記ステム部（７）と前記ボトム部（２）との前記溶接、及び／又は、前記傘部（１３）と前記ボトム部／ステム部（２，７）との前記溶接は、少なくとも１つのレーザー（１１）により行い、前記溶接中に前記レーザー（１１）を静止させ、かつ溶接されるべき前記部材（７，２，１３）を回転させることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、
前記ステム部（７）と前記ボトム部（２）との前記溶接、及び／又は、前記傘部（１３）と前記ボトム部／ステム部（２，７）との前記溶接は、少なくとも１つのレーザー（１１）により行い、前記溶接中に前記レーザー（１１）を、溶接されるべき静止した前記部材（２，７，１３）の周りに回転させることを特徴とする方法。
【請求項４】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法において、
溶接シームを形成するために前記部材（２，７，１３）を１８０°だけ回転させればよいように、溶接のために２つの対峙するレーザー（１１）を配置することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法において、
前記ステム部（７）の上から前記傘部（１３）を押し込む際に、前記傘部（１３）及び前記ボトム部（２）は、外縁部（１４）又は内部領域（１２）で支えられることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法において、
前記傘部（１３）を前記ボトム部（２）に溶接する間、前記傘部（１３）は前記ボトム部（２）に対して予圧されることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法において、
前記方法ステップａ）〜ｃ）は第１の装置で、前記方法ステップｄ）及びｅ）は第２の装置で、前記方法ステップｆ）は第３の装置でそれぞれ実行されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の組立中空弁の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
中空弁は、軽量であるだけでなく、中空弁の空洞に冷却剤を収容する可能性を付加的に提供し、これにより当該弁の最適な冷却が可能になるので、最近の内燃機関に好適に採用される。中空弁を冷却することにより、疲労強度が著しく向上する。
【０００３】
公知の中空弁は、例えば、次のようにして製造される。すなわち、当初はブランク材が作られ、特に鍛造され、その後に中ぐりにより空洞が設けられる。しかしながら、このような中空弁の製造は比較的複雑であり、そのために製造コストが高くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明は、中空弁を経済的な方法で、また同時に最大の精度で製造できる、内燃機関の組立中空弁の製造方法に言及する課題を取り扱う。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、この課題は、独立請求項の主題により解決される。好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。
【０００６】
本発明は、内燃機関の組立中空弁の新規かつ効率的な製造方法に言及するという概念に基づいている。その方法は、実質的に６つの方法ステップａ）〜ｆ）に分割されている。最初に、本発明による方法では、方法ステップａ）にて、ディスク部のボトム部が組立装置の台座の中心に配置される。続いて、方法ステップｂ）にて、ボトム部の上に把持装置によりステム部が同心上に配置され、かつボトム部とともにステム部が回転させられる。この場合のステム部及びボトム部は共通の軸を持ち、例えば回動可能な組立装置により回転が達成される。回転中に、方法ステップｃ）にて、ステム部がボトム部に溶接される。ここで、ステム部とボトム部との溶接にレーザーが利用され得ることは、明らかであろう。ボトム部を固定し、ステム部をボトム部とともに回転させることにより、シーム溶接が進行するのである。これに代えて、ステム部とボトム部との溶接のために、これら両部材が静止し、かつ溶接装置、すなわち例えばレーザーが、形成されるべき溶接シームに沿って回転するように、レーザー又は対応する溶接装置を回転可能に設けることも考えられる。仮に、当該処理に例えば２つの対峙するレーザーを配置すれば、単一レーザーの場合の全周溶接シームを形成するための３６０°ではなく、両部材は１８０°だけ回転すればよいという大きな利点が得られる。このゆえに、サイクルタイムは特に削減され得る。方法ステップｃ）に続く方法ステップｄ）にて、傘部が、ステム部の上から、当該傘部がボトム部と接触するまで押し込まれる。これに続く方法ステップｅ）では、当該傘部が外縁部の領域にてボトム部に溶接される。続く方法ステップｆ）では、傘部がステム部に反対側の端部で、例えばここでもレーザーにより溶接される。
【０００７】
傘部とボトム部との間の溶接シームを形成するため、傘部は、特に極めて正確な溶接を保証することができるように、例えばボトム部に対して予圧され得る、すなわちボトム部に対して押し付けられ得る。同じ方法で、ステム部を取り囲む傘部の環状領域もまた、傘部とステム部との間の溶接シームを形成する際に、特に心出しをする際に、ステム部に対してクランプされ得ることは明らかである。本発明の方法により、本発明の中空弁を高品質で、かつ同時に費用効果のあるやりかたで、またプロセス上も安全に、製造することが可能になる。
【０００８】
本発明による解決策の有利な実施形態では、ステム部上で傘部をスライドさせる際に、傘部及びボトム部が、外部環状領域又は内部環状領域で支えられる。第１の場合では、ボトム部が、組立装置の対応する支持部によって縁部にて支えられ、かつ外縁部にて全周で自身を支える。傘部は、ステム部の上から押し込まれて、ボトム部の上に被せられる。ステム部の上から傘部を押し込むガイドスライドは、当該プロセスにて傘部の周面で、すなわち外縁部で自身を支える。代替策として、ステム部の上から傘部が押し込まれるのではなく、ステム部がボトム部とともに傘部の中に押し込まれることも考えられる。これは、単に逆方向の相対移動に相当するとも言える。
【０００９】
更なる代替策として、ステム部に沿ってスライドする内部環状領域により傘部が把持され、ステム部の上から傘部を押し込むために傘部に外力が与えられ得ることも明らかである。この場合には、ボトム部を中央環状領域で、一般的には中央領域で支えるのが好ましい。なぜなら、この領域ではステム部の直接支持が達成可能だからである。
【００１０】
本発明の更なる重要な特徴及び利点は、下位請求項から、図面から、また図面を参照する対応した図面の説明から得られる。
【００１１】
上述した特徴及び以下に説明する特徴は、記載した各々の組合せだけでなく、本発明の範囲から逸脱しない限り、他の組合せ又は単独でも用いることができると理解されるべきである。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態を、図面に示し、かつ以下更に詳細に説明する。ここで、同一の参照符号は、同一の又は同様の又は機能的に同一の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る内燃機関の組立中空弁の製造方法の方法ステップａ）及びｂ）を示す図である。
【図２】ステム部と傘部とを溶接する、方法ステップｃ）を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、方法ステップｄ）の種々の実施形態を示す図である。
【図４】方法ステップｅ）を示す図である。
【図５】方法ステップｆ）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１によれば、不図示の内燃機関に関する組立中空弁１（図５参照）の製造方法では、第１の方法ステップａ）にて、ディスク部３（図５参照）のボトム部２が、組立装置５の台座４に配置され、かつ心出しをされる。心出しは、例えば、台座４の適切な設計により行われるだけでなく、適切なセンタリング部材６によっても行われる。続いて、ボトム部２の上に把持装置８により、中空弁１のステム部７が同心上に配置される。この場合の同心とは、ステム部７の軸９と、ボトム部２の軸１０とが一致するという意味である。
【００１５】
図２には、方法ステップａ）に続く方法ステップｂ）が示されており、ボトム部２がステム部７とともに回転させられる。この回転中に、方法ステップｃ）にて、例えばレーザー１１により、ステム部７がボトム部２に溶接される。この溶接の間、ボトム部２は、ステム部７のための支えが得られるように、台座４の中で、内部の中央部１２にて支えられる。
【００１６】
図２によれば、この場合、レーザー１１が静止する一方、ボトム部２及びステム部７が回転すればよい。これとは逆の実施形態も同様に考えられ、ボトム部２及びステム部７が静止して、ステム部７をボトム部２に結合する溶接シームを形成するためにレーザー１１が回転する。互いに対峙する２つのレーザー１１の利用も考えられ、この場合には、全周の溶接シームを形成するためにステム部７及びボトム部２を１８０°だけ回転させればよく、３６０°回転の必要はない。
【００１７】
続く方法ステップｄ）では、ステム部７の上から傘部１３が、当該傘部がボトム部２と接触するまで押し込まれる。そのために、原理的に種々の可能性がある。
【００１８】
図３（ａ）によれば、ステム部７の上から傘部１３が押し込まれ、このプロセスでは傘部１３がホルダ１５に対して外縁部１４で自身を支えることが示されている。この場合のボトム部２は、同様に外縁部１４のみで支えられる。
【００１９】
図３（ｂ）は、図３（ａ）とは逆方向の相対移動が描かれた、方法ステップｄ）を示している。この場合には、傘部１３を貫通するようにステム部７が押し込まれる。この場合の傘部１３及びボトム部２の支えは、図３（ａ）と同様である。
【００２０】
図３（ｃ）によれば、これとは対照的に、ボトム部２が真中の中央部１２で支えられる。この場合、傘部１３は、外縁部１４で支えられるのではなく、内縁部１６の領域で支えられる。したがって、図３（ａ）及び図３（ｂ）とは全く異なった外力導入が行われる。
【００２１】
図４には、本発明の方法における方法ステップｅ）が示されている。ここでは、傘部１３が外縁部でボトム部２に溶接される。このプロセスで正確な溶接シームを形成することができるように、傘部１３は、ボトム部２に対して予圧される。この場合の溶接は、図２の場合に説明した可能性をもって同様に行われ得る。すなわち、レーザー１１が静止し、溶接される部材２，１３が回転してもよいし、レーザー１１が溶接シームに沿って回転し、溶接される部材２，１３が静止してもよい。
【００２２】
最後に、本発明の方法における方法ステップｆ）が、図５に示されている。ここでは、傘部１３がステム部７に溶接される。ここでも正確な溶接シームを形成することができるように、溶接中にステム部７に対して傘部１３を予圧するクランプ装置１７が用いられ得る。形成されるべき溶接シームに沿ってレーザー１１が回転し、溶接される部材、すなわちこの場合には傘部１３及びステム部７が静止してもよいし、これらの部材７，１３が回転し、レーザー１１が静止してもよい、と考えられる。ここでも、例えば２つのレーザー１１の利用が考えられ、サイクルタイムが低減され得る。
【００２３】
本発明の方法によれば、費用効果のあるやりかたで、かつ最大の正確さで中空弁１を製造し得る。ここで、方法ステップａ）〜ｃ）は第１の装置（図１及び図２参照）で、方法ステップｄ）及びｅ）は第２の装置（図３及び図４参照）で、方法ステップｆ）は第３の装置（図５参照）でそれぞれ実行されることが考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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