KR20170089006A - 홀로 밸브 생산 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특히 내연기관을 위한 적어도 하나의 기체교환용 홀로 밸브(1)를 생산하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 a) 보어(4)가 밸브 샤프트(2) 및 밸브 헤드(3) 내로 도입되고, b) 보어(4)의 깊이(t)가 측정되고 적어도 하나의 홀로 밸브(i)가 적어도 한번 세척되고, c) 적어도 하나의 홀로 밸브(1)가 유지 디바이스(5) 내에 제공되고, d) 유지 디바이스(4)와 홀로 밸브(1)는 연관된 전극(6)에 대해 배향되고, e) 연관된 전극(6)은 홀로 밸브(1)에 대해 이동하며 홀로 밸브의 보어(4) 내로 삽입되고, f) 보어(4)는 ECM 프로세스에 의해, 특히 밸브 헤드(3)의 영역 내에서 프로세싱되고, g) 연관된 전극(6)은 홀로 밸브(1)로부터 제거되고, h) 적어도 하나의 홀로 밸브(1)는 헹굼 및/또는 보존되고, i) 밸브 바닥(9)의 나머지 벽 두께(w)가 측정되는 것이 필수적이다.

Description

홀로 밸브 생산 방법{METHOD FOR PRODUCING A HOLLOW VALVE}
본 발명은 특히 청구항 제1항의 도입구에 따른 내연기관을 위한 적어도 하나의 기체교환용 홀로 밸브(hollow valve)를 생산하는 방법에 관한 것이다.
DE 10 2010 051 871 A1로부터 밸브 헤드 및 밸브 샤프트가 각각 홀로 부분으로서 구성되는, 내연기관을 위한 기체교환용 홀로 밸브를 생산하는 일반적인 방법이 알려졌다. 여기에서, 밸브를 형성하는 홀로 부분의 공동이 서로에 접속되고 적어도 부분적으로 전해질 매체 내의 전기화학적 금속 부식에 의해 생성되며, 여기에서 먼저 밸브 샤프트가 길이방향으로 통과해 구멍이 뚫리고 후속하여 밸브 헤드 내의 공동이 밸브 샤프트의 길이방향 축을 가로지르게 연장 보어(bore)로서 생성된다. 이것에 의해, 특히 이러한 홀로 밸브의 생산이 단순화될 수 있다.
본 발명은 일반적인 유형의 방법에 대해 특히 높은 품질 필요조건을 만족시키는 향상된 또는 적어도 대안적인 실시예를 나타내는 문제와 관련된다. 이러한 문제는 독립청구항 제1항의 주제에 의해 본 발명에 따라 해결된다. 바람직한 실시예들은 종속청구항의 주제이다.
본 발명은 모든 부분 단계들에서 기체교환을 위한 적어도 하나의 홀로 밸브를 생산하기 위한 방법을 매우 정확하게 확립하며, 이것에 의해 생산 품질을 향상시키는 기본적인 아이디어에 기초한다. 따라서 본 발명에 따른 방법에서, 방법 단계 a)에서, 먼저 보어가 홀로 밸브의 밸브 샤프트 및 밸브 헤드 내로 도입되거나, 또는 이러한 방식으로 사전에 구멍이 뚫린 홀로 밸브가 제공된다. 여기에서 밸브 헤드 및 밸브 샤프트 내의 보어는 샤프트 축에 평행하게 이어진다. 그에 후속하는 방법 단계 b)에서, 보어의 깊이 t가 측정되고 적어도 하나의 홀로 밸브가 적어도 한 번 세척되어 그에 따라 정화된다. 여기에서 세척은 보어의 깊이 t의 측정 이전에 또는 이후에 발생할 수 있다. 후속하여 방법 단계 c)에서, 적어도 하나의 홀로 밸브는 유지 디바이스 내에 제공되며 이것에 의해서 방법 단계 d)에서는 연관된 전극에 대해 배향되고, 이것에 의해 전기화학적 금속 부식이 발생한다. 이를 위해서, 방법 단계 e)에서, 전극은 샤프트 단부의 방향으로부터 보어 내에 진입한다. 연관된 전극은 전기화학적 금속 부식 동안 이동하지 않는다. 전극에 의해서, 방법 단계 f)에서, 보어는 ECM 프로세스에 의해 밸브 헤드의 영역 내에서 확대되며 이것에 의해 공동이 냉각제를 수용하기 위해 홀로 밸브 내에 생성된다. 후속하여, 방법 단계 g)에서 연관된 전극이 홀로 밸브로부터 제거되며, 방법 단계 h)에서 홀로 밸브가 헹굼 또는 각각 보존된다. 마지막으로, 방법 단계 i)에서 특히 밸브 바닥에 대해 작용하는 높은 힘을 안전하게 수용할 수 있도록 밸브 바닥의 남아있는 벽 두께의 측정이 수행된다. 최적의 생산 결과를 획득하기 위해 필요한 프로세스가 개별적인 프로세스 단계들에서 정확히 정의되기 때문에, 개별적인 방법 단계들 a) 내지 i)의 확립을 통해서 생산 품질이 뚜렷하게 증가될 수 있다. 본 발명에 따른 방법으로, 제조와 관련해서뿐만 아니라 최고의 품질과 관련해서도 효율적으로 홀로 밸브를 생산하는 것이 그에 따라 가능하다.
본 발명에 따른 솔루션의 바람직한 추가의 발전에서, 보어의 깊이 t의 측정이 촉각 방식으로 및/또는 초음파에 의해서 이루어진다. 특히 초음파에 의한 측정은 여기에서 비접촉식이고 매우 정확한 측정 방법을 나타내며, 물론 대안적으로 레이저 또한 사용될 수 있다. 순수하게 이론적으로, 상응하는 측정 로드에 의한 촉각 측정이 또한 가능하며 생산의 측면에서 단순한 방식으로 프로세스 내로 통합될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 추가의 바람직한 실시예에서, 밸브 바닥의 남아있는 벽 두께의 측정은 촉각 방식으로 및/또는 초음파에 의해 이루어진다. 내연기관의 동작 중에 특히 밸브 바닥 상에서 발생하는 높은 힘을 안전하게 수신할 수 있기 위해서 밸브 바닥의 최소의 벽 두께가 절대적으로 필요하며, 이것은 ECM 프로세스에 의해 남아있는 벽 두께의 식별에 의해 결정된다. 결정된 남아있는 벽 두께는 발생한 스트레스를 안전하게 수용할 수 있도록 항상 필요한 최소의 벽 두께 위에 놓여야만 한다.
편의상, 유지 디바이스와 홀로 밸브는 특히 컨베이어 벨트 또는 로봇에 의해서 연속적으로 제공된다. 이것에 의해, 연속적인 생산 프로세스가 생성되며, 여기에서 당연히 로봇에 의한 제공은 또한 수 개의 홀로 밸브의 동시적인 제공을 가능하게 한다. 순수하게 이론적으로, 이것은 팰릿과 같은 유지 디바이스 내에서 또한 수신될 수 있으며, 그에 따라 로봇에 복수의 이러한 홀로 밸브와 이러한 팰릿을 동시에 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 솔루션의 바람직한 추가의 발전에서, 연관된 전극에 대한 유지 디바이스와 홀로 밸브의 배향은 전극의 삽입 챔퍼에 대해 홀로 밸브의 보어를 배향시키는 그리퍼에 의해 이루어진다. 이러한 전극의 삽입 챔퍼는 보어에 대한 전극의 중심 배향 및 그에 따른 ECM 프로세스를 위한 정확한 위치결정을 가능하게 한다. 보어 내부의 전극의 정확한 중심 배향을 통해서, 후속하는 ECM 프로세스에서 밸브 헤드 내의 부식이 공동의 생산을 위해 모든 방향에서 동일하게 작용하며 또한 ECM 프로세스의 완료 후에는 상응하게 동일한 남아있는 벽 두께를 남겨둠이 보장될 수 있다.
본 발명에 따른 솔루션의 추가의 바람직한 실시예에서, 유지 디바이스와 홀로 밸브 및/또는 연관된 전극은 플로팅 방식으로 장착되며 이러한 플로팅 베어링 상태에서 서로에 대해 배향된다. 홀로 밸브의 유지 디바이스가 연관된 전극에 대해 배향될 때, 플로팅 베어링은 삭제되며 이것에 의해서 유지 디바이스와 홀로 밸브가 연관된 전극에 대해 고정된다. 이는 존재하지 않거나 뚜렷하게 더 작은 보어의 편심이 제공되어야만 하기 때문에, 더 크고 더욱 바람직한 캐소드 지름을 선택하기 위한 캐소드 지름의 설계를 가능하게 한다. 더욱 큰 캐소드 지름을 통해서, 더욱 신속한 프로세싱과 그에 따른 더욱 짧은 프로세스 시간이 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 솔루션의 추가의 바람직한 실시예에서, 방법 단계 c) 및 d)에서 적어도 두 개의 홀로 밸브가 동시에 제공된다. 또한, 당연히 수 개의 전극이 제공될 수 있으며, 그에 따라 수 개의 홀로 밸브의 동시 프로세싱 및 그에 따른 효율적인 제조가 가능하다. 효율적인 제조에 더하여, 그에 따라 수 개의 밸브가 최고의 품질을 가지고 동시에 제조될 수 있다.
본 발명의 추가의 중요한 특성 및 장점은 종속항, 도면 및 도면을 돕는 연관된 도면의 설명으로부터 나타날 것이다.
위에서 언급된 특성 및 아래에서 추가로 설명될 특성은 각각 표시된 조합으로만 사용될 수 있는 것이 아니며, 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 다른 조합으로 또는 단독으로 사용될 수 있음이 이해되어야만 한다.
본 발명의 바람직한 예시적인 실시예는 도면에 도시되고 아래에서 추가로 설명되며, 동일한 참조번호는 동일한 또는 유사한 또는 기능적으로 동일한 구성요소들을 지칭한다.
각각의 도면이 다음과 같이 도시되었다:
도 1은 개별적인 방법 단계들을 갖는 적어도 하나의 홀로 밸브를 생산하기 위한 본 발명에 따른 방법,
도 2는 이러한 방법을 수행하기 위한 디바이스,
도 3은 생산 완료된 홀로 밸브를 통한 단면도.
도 1에 따르면, 특히 내연기관 내의 가스교환을 위한 적어도 하나의 홀로 밸브(1)를 생산하기 위한 본 발명에 따른 방법(도 2 및 3을 참조)은 총 9개의 방법 단계 a) 내지 i)를 가진다. 방법 단계 a)에서, 먼저 보어(4)가 밸브 샤프트(2) 및 밸브 헤드(3) 내로 도입되거나, 또는 이미 이러한 방식으로 사전에 구멍이 뚫린 홀로 밸브가 제공된다. 방법 단계 b)에서, 보어(4)의 깊이 t가 측정되고 적어도 하나의 홀로 밸브(1)가 적어도 한 번 세척된다. 여기에서 세척은 보어(4)의 깊이 t의 측정 이전에 또는 이후에 발생할 수 있다. 보어(4)의 깊이 t는 여기에서 예를 들어 촉각 방식으로, 즉 측정 로드(measuring rod) 또는 테스트 맨드릴(test mandrel)을 이용하여 측정될 수 있거나, 또는 예를 들어 초음파 또는 레이저에 의해서 비접촉 방식으로도 측정될 수 있다. 후속하는 방법 단계 c)에서, 적어도 하나의 홀로 밸브(1)는 유지 디바이스(5)(도 2 참조) 내에 제공되며 방법 단계 d)에서는 연관된 전극(6)에 대해 유지 디바이스(5)와 함께 배향된다. 방법 단계 e)에서, 전극(6)은 홀로 밸브(1)에 대해 이동되며 홀로 밸브의 보어(4) 내로 삽입된다. 후속하여, 방법 단계 f)에서, 보어(4)는 ECM 프로세스에 의해 프로세싱되며 특히 밸브 헤드(3)의 영역 내에서 확대된다. 후속하여 냉각제(8), 예를 들어 나트륨이 수용될 수 있는 공동(7)이 여기에 생산된다. 공동(7)이 사전 정의된 크기에 도달하면, 방법 단계 g)에서 연관된 전극(6)이 홀로 밸브(1)로부터 제거되며, 후속하여 방법 단계 h)에서 적어도 하나의 홀로 밸브(1)가 헹굼 또는 각각 보존된다. 마지막으로, 방법 단계 i)에서 밸브 바닥(9)의 남아있는 벽 두께 w의 추가의 측정이 이루어진다. 밸브 바닥(9)의 남아있는 벽 두께 w의 측정은 유사하게 촉각 방식으로 및/또는 초음파 또는 레이저에 의해서 이루어질 수 있다.
도 2를 관찰하면, 홀로 밸브(1)는 유지 디바이스(5) 내에서 헤드가 먼저 그리고 상보적인 방식으로 구성된 마운트(10) 내에서 중심에 고정됨을 볼 수 있다. 이러한 유지 디바이스(5)에서 당연히 복수의 이러한 홀로 밸브(1)는 동시에 수신되고 고정될 수 있으며, 이들과 함께 집합적으로 그리고 특히 계속 연관된 전극(6)에 공급될 수 있다. 연관된 전극(6)에 대한 유지 디바이스(5)와 홀로 밸브(1)의 배향은 또한 도시되지 않은, 전극(6)의 삽입 챔퍼(11)에 대해 홀로 밸브(1)의 보어(4)를 배향시키는 그리퍼에 의해 이루어질 수 있다.
물론, 유지 디바이스(5)와 홀로 밸브(1) 및/또는 연관된 전극(6)이 플로팅 방식으로 장착되며, 이렇게 플로팅 방식으로 장착된 상태에서 유지 디바이스(5)와 홀로 밸브(1)가 연관된 전극(6)에 대해 배향되는 것 또한 고안될 수 있다. 배향이 이루어지면, 유지 디바이스(5)와 홀로 밸브(1) 및/또는 연관된 전극(6)의 플로팅 베어링이 고정되고, 즉 삭제된다.
방법 단계 h) 후에 적어도 하나의 홀로 밸브(1)가 예를 들어 건조될 수 있으며, 방법 단계 i) 후에 냉각제(8)로 채워지고 폐쇄될 수 있다. 보어(4)를 폐쇄하는 것은 예를 들어 샤프트 단부(12)를 배치하고 이를 밸브 샤프트(2) 상에 고정함으로써 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 의해서, 홀로 밸브(1)는 매우 정확하게, 그리고 또한 효율적이고 그에 따라 경제적으로 생산될 수 있다.

Claims (10)

  1. 특히 내연기관을 위한 적어도 하나의 기체교환용 홀로 밸브(hollow valve)(1)를 생산하는 방법으로서,
    a) 보어(bore)(4)가 밸브 샤프트(2) 및 밸브 헤드(3) 내로 도입되고,
    b) 상기 보어(4)의 깊이(t)가 측정되고 상기 적어도 하나의 홀로 밸브(i)가 적어도 한번 세척되고,
    c) 상기 적어도 하나의 홀로 밸브(1)가 유지 디바이스(retaining device)(5) 내에 제공되고,
    d) 상기 유지 디바이스(4)와 상기 홀로 밸브(1)는 연관된 전극(6)에 대해 배향되고,
    e) 상기 연관된 전극(6)은 상기 홀로 밸브(1)에 대해 이동하며 상기 홀로 밸브의 상기 보어(4) 내로 삽입되고,
    f) 상기 보어(4)는 ECM 프로세스에 의해 프로세싱되고, 특히 상기 밸브 헤드(3)의 영역 내에서 확대되고,
    g) 상기 연관된 전극(6)은 상기 홀로 밸브(1)로부터 제거되고,
    h) 상기 적어도 하나의 홀로 밸브(1)는 헹굼 및/또는 보존되고,
    i) 밸브 바닥(9)의 나머지 벽 두께(w)가 측정되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보어(4)의 상기 깊이(t)의 측정은 촉각을 통한 방식으로 및/또는 초음파 또는 레이저에 의해 수행되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 밸브 바닥(9)의 상기 남아있는 벽 두께(w)의 측정은 촉각을 통한 방식으로 및/또는 초음파 또는 레이저에 의해 수행되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유지 디바이스(5)와 상기 홀로 밸브(1)는 특히 컨베이어 벨트 또는 로봇에 의해서 연속적으로 제공되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연관된 전극(6)에 대한 상기 유지 디바이스(5)와 상기 홀로 밸브(1)의 배향은 상기 전극(6)의 삽입 챔퍼(insertion chamfer)(11)에 대해 상기 홀로 밸브(1)의 상기 보어(4)를 배향하는 그리퍼(gripper)에 의해서 수행되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 홀로 밸브(1)는 헤드를 상보적인 방식으로 구성된 상기 유지 디바이스(5)의 마운트(mount)(10) 내에서 중심에 먼저 고정되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 유지 디바이스(5)와 상기 홀로 밸브(1) 및/또는 상기 연관된 전극(5)은 플로팅 방식으로 장착되고,
    - 상기 유지 디바이스(5)와 상기 홀로 밸브(1)는 상기 연관된 전극(6)에 대해 배향되고,
    - 상기 유지 디바이스(5)와 상기 홀로 밸브(1) 및/또는 상기 연관된 전극(6)의 플로팅 베어링(floating bearing)이 고정되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법 단계 h) 후에 상기 적어도 하나의 홀로 밸브(1)가 건조되고, 상기 방법 단계 i) 후에 냉각제(8)로, 특히 나트륨으로 채워지며, 폐쇄되는 것으로 특징지어지는, 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 보어(4)의 폐쇄는 샤프트 단부(12)를 배치함으로써 이루어지는 것으로 특징지어지는, 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법 단계 c) 및 d)에서 적어도 두 개의 홀로 밸브(1)가 동시에 제공되는 것으로 특징지어지는, 방법.
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