(57)【要約】      （修正有）【課題】製造後、必要な品質検査を可能とする中空弁の製造方法。【解決手段】ステム部２と傘部３とボトム部４とを有する、内燃機関の組立中空弁１の製造方法に関し、ａ）中空弁１のステム部２の上に傘部３をプレスばめによって取り付け、ｂ）傘部３のその後の試験面９の領域で外表面６の溶融が生じることなく溶接が施されるように、傘部３をステム部２にレーザービーム／電子ビーム７によって溶接する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステム部（２）と傘部（３）とボトム部（４）とを有する、内燃機関の組立中空弁（１）の製造方法であって、
ａ）前記中空弁（１）の前記ステム部（２）の上に前記傘部（３）をプレスばめによって取り付け、
ｂ）前記傘部（３）のその後の試験面（９）の領域で外表面（６）の溶融が生じることなく溶接が施されるように、前記傘部（３）を前記ステム部（２）にレーザービーム／電子ビーム（７）によって溶接する方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
前記溶接中のレーザー（５）の前記レーザービーム（７）は、前記ステム部（２）の軸（８）に対する角度α＜２５°を満たすことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法において、
前記レーザー（５）により形成された溶接シーム（１０）は、超音波により検査されることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１〜３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）の前に、前記ステム部（２）を前記ボトム部（４）に溶接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、
前記方法ステップｂ）の前に、前記傘部（３）を前記ボトム部（４）に溶接することを特徴とする方法。
【請求項６】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法により製造された中空弁（１）であって、
前記ステム部（２）と前記傘部（３）との間の前記プレスばめは、０．０２ｍｍ〜０．１１ｍｍのはめあいである中空弁。
【請求項７】
請求項６記載の中空弁において、
前記レーザービーム（７）と前記ステム部（２）の軸との間の角度αは、α＜２５°であることを特徴とする中空弁。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の中空弁において、
前記ステム部（２）と前記傘部（３）との間の溶接シーム（１０）は、対称形であることを特徴とする中空弁。
【請求項９】
請求項６、７又は８のいずれか１項に記載の中空弁において、
前記試験面（９）の幅又は軸方向深さａは、０．５ｍｍ≦ａ≦１．５ｍｍであることを特徴とする中空弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組立中空弁の製造方法に関する。本発明はまた、この方法により製造された中空弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、肉厚とステム部の直径との比が１：３よりも小さい、内燃機関のための軽量構造の弁が知られている。これは、ヘッド部の変形を最小化するものである。ある実施形態によれば傘部がステム部に対して一体的に溶接成型され、他の実施形態によれば傘部が結合部材を介してステム部に溶接される。
【０００３】
特許文献２から、中空ステム部とディスク部とを備え、傘部がステム部に対して、またボトム部に対して溶接された中空弁も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９８０４０５３号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００４０１０３０９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
常に厳しくなりつつある安全要求事項を満足するため、組立中空弁にとって、傘部からステム部への移行部分に位置する試験面を作ることが必要になっている。当該試験面を介して、組立中空弁は、例えば超音波による品質検査にかけられ得る。この試験面は、一方で平坦でなければならず、他方で溶接シーム深さの全体がカバーされるほど大きくなければならない。傘部とステム部とを単に溶接接合する際に、従来は不規則な溶接シームの進行が生じる結果、信頼できかつ再現性のある溶接シームの検査が不可能に、又は非常に困難な条件下でのみ可能になっていた。
【０００６】
したがって、本発明は、製造後の状態で問題なく必要な品質検査にかけることができる中空弁の製造が可能な、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】
【０００７】
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。
【０００８】
本発明は、傘部をステム部に溶接する際に傘部の外表面の溶融が生じず、したがってこの場合には更なる処理を必要とせずかつ最適に構成された試験面が、当該中空弁の品質検査のために用意されているような態様で、ステム部と傘部とボトム部とを有する、内燃機関の組立中空弁を製造するという概念に基づいている。本発明による方法では、はじめに中空弁のステム部の上に傘部がプレスばめによって取り付けられ、引き続いて、傘部がステム部に対してレーザーにより、つまり傘部の外表面の溶融が生じない態様で溶接される。この目的のために、ステム部と傘部との溶接実行中のレーザーは、当該レーザーのレーザービームがステム部の軸に対する角度α＜２５°を満たすように保持される。このようにステム部に対してレーザーを比較的浅い角度で保持することにより、傘部がその外表面で溶融してしまい、このために当該位置におけるその後の試験面が損傷を受けるという事態を確実に防止することができる。これまで、従来の中空弁の製造では、ステム部の上に傘部を特に容易に取り付けることができるように、傘部とステム部との間にすきまばめが導入されていた。しかしながら、処理中に生じたすきま形成のゆえに、レーザービームは、間違いのない溶接を保証できるように、ステム部の軸に対して比較的大きい角度でスタートせざるを得なかった。ステム部の軸に対するレーザービームの比較的大きい角度は傘部の外表面が溶融する原因ともなったので、平坦な試験面を作ることがもはや不可能になっていた。これに対して、本発明による方法では、ステム部の周囲に均等に走る均等な溶接シームが形成され得る。これと同時に、特に米国にて要求される検査のために必要な試験面が維持され得る。
【０００９】
本発明による解決策の更なる有利な実施形態によれば、本発明により金属で形成された溶接シームは、その後に超音波により検査され得る。形成された溶接シームの検査は、製造後の中空弁の品質検査を可能にするので、これにより最大の品質基準を維持できる中空弁が製造される。特に、本発明の方法により、再現性のある品質検査を遂行するうえで不可欠である、幅ａ≧０．５ｍｍを持つ試験面が達成され得る。
【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】本発明に係る中空弁の製造過程を示す図である。
【図２】傘部とステム部との間のプレスばめを説明するための、本発明に係る中空弁の分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１によれば、不図示の内燃機関の組立中空弁１の製造方法が示されており、中空弁１はステム部２と傘部３とボトム部４とを有する。この場合の傘部３は、ステム部２の上にプレスばめによって押し付けられて取り付けられ、その後に、傘部３の外表面６の溶融が生じることなく溶接が施されるように、レーザー５によってステム部２に溶接される。この場合の傘部３の外表面６のプレスばめは、傘部３の外表面に重要な意味を持つ。この効果は、溶接中のレーザー５のレーザービーム／電子ビーム７がステム部２の軸８に対する角度α＜２５°、好ましくは小さい角度α＜２０°を満たすことによって達成される。方法ステップａ）にてステム部２に傘部３を取り付ける前に、例えばステム部２がボトム部４に溶接されてもよい。この場合にステム部２とボトム部４との一体成型も考えられることは、明らかである。ステム部２と傘部３との溶接に続き、傘部３を縁部分にてボトム部４に追加溶接することが、通常は行われる。
【００１５】
一方でステム部２と、他方で傘部３との間のプレスばめは、この場合、通常は０．０２ｍｍと０．１１ｍｍとの間のはめあいである。したがって、図２によれば、ステム部２の外径ｄａは、傘部３の内径ｄｉよりも約０．０２ｍｍ〜０．１１ｍｍだけ大きい。
【００１６】
本発明の方法によれば、傘部３の外表面６上に最適かつ平坦な試験面が付加的に作られ得る。軸方向深さａ又は試験面の幅は、少なくとも０．５ｍｍ、最大で１．５ｍｍの範囲である。ここで、軸方向深さａは、レーザービーム７により形成された溶接シーム１０の軸方向深さよりも大きくされる。後者が完全に覆われ、かつ例えば超音波試験装置１１により検査され得るようにするためである。
【００１７】
本発明の方法によれば、対称形に形成された溶接シーム１０も形成することができる。レーザービーム／電子ビーム７とステム部２の軸８とのなす角度を鋭角としたことにより、試験面９、すなわち当該領域の外表面６は損傷を受けないままであり、かつこれにより、その後の品質検査、特に超音波検査に最適な準備ができる。
【００１８】
傘部３とステム部２との間のプレスばめにより、ここに従来はすきまが出来ていたためにレーザービーム７のかなり大きい角度αが必要であったが、すきまが出来ない。したがって、プレスばめにより、ステム部２の軸８に対して極めて小さい角度でレーザー５を保持することが可能になるが、それにもかかわらず高品質の溶接シーム１０を形成することができる。これと同時に、小さい角度の電子ビーム又はレーザービーム７により、試験面９の領域における傘部３の溶融が防止される。したがって、本発明の中空弁１の製造に従えば、超音波試験装置１１による超音波検査が直接実行可能となり、試験面９を付加的に処理したり、この目的のために準備したりする必要がなくなる。したがって、本発明の方法によれば、高品質でありかつ再現性の高い検査が可能な中空弁１の製造が可能になる。
【図１】
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【図２】
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