特許 6385671 ガス交換バルブ並びにガス交換バルブの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6385671

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】ガス交換バルブ並びにガス交換バルブの製造方法

(51)【国際特許分類】

   F01L 3/20 20060101AFI20180827BHJP

   B23K 9/04 20060101ALI20180827BHJP

   F01L 3/02 20060101ALI20180827BHJP

【ＦＩ】

   F01L3/20 B

   B23K9/04 B

   B23K9/04 H

   B23K9/04 J

   B23K9/04 K

   B23K9/04 N

   B23K9/04 U

   F01L3/02 G

   F01L3/02 J

【請求項の数】15

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-255071(P2013-255071)

(22)【出願日】2013年12月10日

(65)【公開番号】特開2014-114817(P2014-114817A)

(43)【公開日】2014年6月26日

【審査請求日】2016年11月28日

(31)【優先権主張番号】12196566.9

(32)【優先日】2012年12月11日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】501082602

【氏名又は名称】ヴェルトジィレ シュヴァイツ アクチェンゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】特許業務法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】トルステン ヘンツカ

(72)【発明者】

【氏名】ディエトマール シュラガー

【審査官】 首藤 崇聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２７５６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３１１６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７２７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０５０８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６２８０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｌ ３／２０

Ｆ０１Ｌ ３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向バルブシャフト軸に沿って延びるバルブシャフト、並びに前記バルブシャフトに接合するバルブディスクを有するバルブ本体を含み、前記バルブディスクは、前記軸方向に前記バルブシャフトから離れて延びるとともに前記バルブシャフト軸に対して半径方向外側に拡がって延び、
バルブ合わせ面が、前記バルブシャフト軸に対して略直交して形成される前記バルブディスクの下部表面と前記バルブシャフトとの間の前記バルブディスクに形成される、
往復動ピストン内燃機関用ガス交換バルブ、特に長手方向掃気式大型２ストロークディーゼルエンジン用排出バルブであって、
第１のコーティング凹所の形態の凹所が前記バルブディスクの前記下部表面に設けられ、前記コーティング凹所には、第１の腐食保護層の形態の腐食保護コーティングが設けられる、
ガス交換バルブ。

【請求項2】

前記第１の腐食保護層の外側境界線が、前記バルブシャフト軸周りに外側境界半径を有して円形に形成される、
請求項１に記載のガス交換バルブ。

【請求項3】

前記第１の腐食保護層は、前記バルブシャフト軸周りに且つ内部境界半径を有して環状に形成される、
請求項１又は２に記載のガス交換バルブ。

【請求項4】

前記腐食保護コーティングは、少なくとも第２の腐食保護層を含む、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガス交換バルブ。

【請求項5】

前記第２の腐食保護層は、第２のコーティング凹所に設けられる、
請求項４に記載のガス交換バルブ。

【請求項6】

前記第１の腐食保護層は、前記バルブシャフトと前記第２の腐食保護層との間の領域に設けられる、
請求項４又は５に記載のガス交換バルブ。

【請求項7】

前記第２の腐食保護層の外側境界線は、前記バルブシャフト周りに且つ外側境界半径を有して円形に構成される、
請求項４乃至６のいずれか１項に記載のガス交換バルブ。

【請求項8】

前記第１の腐食保護層及び／又は前記第２の腐食保護層は、前記バルブディスクに設けられた整備用穴の周りに設けられる、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のガス交換バルブ。

【請求項9】

前記腐食コーティングは、ニッケルベース腐食保護コーティングである、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のガス交換バルブ。

【請求項10】

前記腐食コーティングは、少なくともニッケル及びクロムを含むニッケルベース合金から作られ、
前記クロムの含有量は好ましくは、１０重量％と６０重量％のクロムとの間に、より具体的には、１５重量％と５０重量％のクロムとの間に、特に好ましくは、２０重量％と４５重量％のクロムとの間にある、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のガス交換バルブ。

【請求項11】

前記第１の腐食保護層は、前記第２の腐食保護層と同じ材料から作られる、
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のガス交換バルブ。

【請求項12】

前記ガス交換バルブの前記バルブ本体は、クロームニッケル鋼から製造される、及び／又は前記腐食コーティングの鉄含有量が、５重量％より小さい、好ましくは、０．５重量％と４重量％との間にある、より具体的には、３重量％より小さい、
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のガス交換バルブ。

【請求項13】

請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のガス交換バルブの製造方法であって、
バルブ本体が提供され、
第１のコーティング凹所及び／又は第２のコーティング凹所の形態の凹所が前記ガス交換バルブの前記バルブ本体のバルブディスクの下部表面に設けられ、
第１の腐食保護層及び／又は第２の腐食保護層の形態の腐食保護コーティングが、前記第１のコーティング凹所及び／又は前記第２のコーティング凹所に設けられる、
方法。

【請求項14】

前記第１の腐食保護層及び／又は前記第２の腐食保護層は、溶着溶接によって、特に金属保護ガス溶接によって、付けられる、
請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記腐食保護コーティングは、少なくともニッケル及びクロムを含むニッケルベース合金から作られ、
前記クロムの含有量は、好ましくは１０重量％と６０重量％のクロムとの間、より具体的には、１５重量％と５０重量％のクロムとの間、特に好ましくは、２０重量％と４５重量％のクロムとの間で選択され、
前記ガス交換バルブの前記バルブ本体は、クロムニッケル鋼から製造され、金属保護ガス溶接が、金属保護ガス溶接において、５重量％より小さい腐食保護コーティングの鉄含有量が達成されるように、好ましくは０．５重量％と４重量％との間、より具体的には３重量％より小さく達成されるように、溶接プロセスとして使用される、
請求項１３又は１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、それぞれのカテゴリの独立請求項の前段部による、往復動内燃機関用ガス交換バルブ、特に長手方向掃気式大型２ストロークディーゼルエンジン用排出バルブ、並びにガス交換バルブの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

しばしば単に熱腐食又は高温ガス腐食とも称される、高温腐食に対する保護コーティングが従来技術でよく知られている。これらは、例えば、腐食に対する、特に高温及び化学的に過酷な環境での酸化又は硫化に対して、高い耐性を有する表面層保護コーティングであると理解される。それらは、例えば、溶射によって製造され、ＭＣｒＡｌＹ層が高温腐食保護として広く使用される。これに関連して、金属Ｍは、例えば、鉄、コバルト又はニッケル又はこれらの又は他の金属の合金であり得る。また、例えばクロマイジングによって形成されるアルミニウムクロム層は、多くの用途において高温腐食に対して、特に酸化物含有媒体に対して、大体良好な耐性を示す。

【0003】

高温腐食の現象は、この点について、概して、数１００℃から１０００℃をはるかに超える比較的高いプロセス温度が存在する所に現れ、しばしば、このような高温が腐食効果の出現の原因となるだけでなく、例えば、燃焼生成物又は他の化学反応生成物に戻って結び付けられ得る又は燃料、潤滑油等の中の混合物によってももたらされ得る、化学的に過酷な環境条件にも見出すことができる。

【0004】

したがって、特に、多かれ少なかれ燃焼プロセスと直接接触しているワークピース、構成部品及び機械部品は高温腐食の脅威にさらされている。この例は、内燃機関のピストンのピストン表面、シリンダ壁、シリンダカバー、噴射ノズル、ガス交換バルブ、また、例えば、ターボチャージャ、特にタービン部品及び／又は排気供給部又は排気の抽出部及びターボチャージャシステム等、内燃機関の排気ガスシステムの構成部品である。

【0005】

これに関連して大型ディーゼル燃焼モータはしばしばニッケルベース合金（超合金）、例えば、ナイモニック８０Ａから構成される。このニッケルベース合金は、重油の燃焼で生じる攻撃的な媒体に対して適切な腐食耐性を有する。ニッケルベース合金に比べて費用効果の高い変形は、バルブ本体の製造のための耐食クロムニッケル鋼の使用である。しかしこの腐食関連特性はニッケルベース合金のものに達しない。これらの鋼の対応する特性を対応する要件に適合させるために、これらのガス交換バルブの腐食の危険にさらされる領域を、溶着溶接によって多層に、例えば、およそ６から９層に堆積させることが知られている。これに関連して溶着溶接によって導入される熱が、バルブ本体の強い固有応力、部品の変形につながり、このようにバルブ本体のき裂の形成の危険性を増加させる。

【0006】

この良く知られた問題の状態が以下に概略図１を参照して説明される。

【0007】

これに関連して、現段階では、技術水準に関連する例の特徴に対して提供される参照符号は逆コンマを含む一方、本発明による実施形態に関連する特徴は逆コンマを有していないことが留意されるべきである。

【0008】

図１は、長手方向掃気式大型２ストロークディーゼルエンジンの技術水準から良く知られる排出バルブを概略図で示す。

【0009】

図１の排出バルブ１’は、軸方向バルブシャフト軸Ａ’に沿って延びるバルブシャフト２’、並びにバルブシャフト２’に接合するバルブディスク３’を有するバルブ本体を含み、このバルブディスクは、バルブシャフト２’から軸方向に離れて延びるとともにバルブシャフト軸Ａ’に対して半径方向外側に拡がって延びる。これに関連して、バルブ合わせ面３２’が、バルブシャフト軸Ａ’に対して略直交して形成された、バルブディスク３’の下部表面３１’とバルブシャフト２’との間のバルブディスク３’に作られる。

【0010】

設置された状態において、大型ディーゼルエンジンのシリンダ内で動いているピストンの表面に面する、バルブディスク３’の下部表面３１’には、互いの上に堆積された、連続して堆積された腐食保護層５１’、５２’の形態の、運転状態においてシリンダ内の燃焼プロセスに起因する、攻撃的な、熱的、化学的および物理的な負荷に対して下部表面３１’の保護のために提供される、腐食保護コーティング５’がある。図１の排出バルブ１’の腐食保護コーティング５’は、この点に関して、下部表面３１’の全体の半径Ｒ１’に渡って拡げられる。

【0011】

下部表面３１’に多層で堆積された腐食保護コーティング５’は、これに関連して、実際にはしばしば、連続して堆積される大体６から９層を有するが、２つの層のみが、ずなわち２つの腐食保護コーティング５１’、５２’が明確さのために図１に示されている。これに関連して溶着溶接によって導入される熱は、バルブ本体に、しかし特に図１にＺ’で示されるバルブディスク３’の領域だけでなく、強い固有応力Ｚ’をもたらす。溶着溶接中、これらは、図１に矢印Ｗ’によって示される構成要素変形Ｗ’をもたらし、それによって、特に、バルブ本体のき裂形成の危険性が大きく増大する。さらに、熱間割れ及び溶着溶接内の繰返しの溶融ひびの形成の危険性が導入される熱で増加する。

【0012】

構成要素変形Ｗ’の結果として、バルブディスク３’は、多層溶接の結果として、バルブシャフト２’から離れる方向にとても強く膨らむので、バルブディスク３’の中心の腐食保護層５２’の追加的な層の溶接は、出きる限り平坦な面が再び下部表面３１’で確保されるように、再び構成要素変形Ｗ’を相殺するために、取り代が必要とされる。

【0013】

これに関連して、それぞれのさらなる層の溶接が、熱間割れの形成及び繰返しの溶接ひびの形成の危険性を増大させるとともにさらなる構成要素変形Ｗ’をもたらし得ることが留意されるべきである。さらに、既に述べたように、固有応力Ｚ’が、導入される溶接熱に起因して、特にバルブシャフト２’からバルブディスク３’への移行部の重要な領域で生じる。この点に関して排出バルブ１’の機械的な負荷は多大であり、固有応力Ｚ’はき裂の形成を促進する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

このために、本発明の目的は、溶着溶接時の構成要素変形を避けること及び／又は溶着溶接時の構成要素変形の大花な減少をもたらすこと、及びこのようにバルブ本体での、特にバルブシャフトがバルブディスクに移行する重要な領域での、付随する固有応力の減少、及びこのように溶接された腐食保護層での固有き裂形成を避けることである。

【課題を解決するための手段】

【0015】

この目的を満たす本発明の手段は、独立請求項の特徴部によって特徴付けられる。

【0016】

従属請求項は、本発明の特に有利な実施形態に関連する。

【0017】

したがって、本発明は、往復動ピストン内燃機関用ガス交換バルブ、特に長手方向掃気式大型２ストロークディーゼルエンジン用排出バルブに関し、ガス交換バルブは、軸方向バルブシャフト軸に沿って延びるバルブシャフト、並びにバルブシャフトに接合するバルブディスクを有するバルブ本体を含み、このバルブディスクは、軸方向にバルブシャフトから離れて延びるとともにバルブシャフト軸に対して半径方向外側に拡がって延びる。これに関連して、バルブ合わせ面が、バルブシャフト軸に対して略直交して形成された、バルブディスクの下部表面とバルブシャフトとの間でバルブディスクに形成される。本発明によれば、第１のコーティング凹所の形態の凹所がバルブディスクの下部表面に設けられ、このコーティング凹所には、第１の腐食保護層の形態の腐食保護コーティングが設けられる。

【0018】

本発明によれば、腐食保護コーティングがバルブディスクの下部表面の平坦な外側表面に直接溶接されず、むしろ、バルブディスクの下部表面に機械加工されるコーティング凹所内に溶接されるという事実によって、構成要素変形は実質的に溶着溶接時に防がれることができ、概して、技術的に関連した寸法に関して完全に防がれ得る。

【0019】

この重要な理由は、バルブディスクへの熱の導入がもはや下部表面全体に渡って生じることはなく、本質的にはバルブシャフト軸と平行にしか生じず、むしろ、本発明によるバルブのバルブシャフト軸に対する熱の導入はまたバルブシャフト軸と垂直である必須構成要素を含むことであるべきである。

【0020】

さらに、少なくとも、第１のコーティング凹所の形態の第１の凹所のみがバルブディスクの下部表面に設けられる場合及び／又は下部表面の外側境界領域が腐食保護層を備えない場合、バルブディスクの外側境界領域は溶着溶接時に導入される熱を強く加えられないので、構成要素変形はしたがってまた、著しく減少され得る及び／又は完全に防がれる。

【0021】

特に好ましくは、腐食保護コーティングは、少なくとも第２の腐食保護層を含み、第２の腐食保護層は、特に第２のコーティング凹所に設けられ得る。これに関連して、第１の腐食保護層は特に好ましくは、バルブシャフトと第２の腐食保護層との間の領域に設けられ、実際には、第２の腐食保護層は第１の腐食保護層の上に直接溶接される。

【0022】

少なくとも第１及び第２の腐食保護層は好ましくは第１のコーティング凹所及び／又は第２のコーティング凹所にそれぞれ互いの上に直接溶接されるという事実によって、導入される溶接熱は対応して各溶接プロセスに対して減少され得る。この各溶接プロセスはさらに技術水準から知られる有害な構成要素変形を減少させる及び／又は実質的に完全に防ぐ。バルブディスクへの熱の全導入の減少はしたがって、溶接層の数及び溶接領域が減少されることで有利に達成され得る。

【0023】

これに関連して、好適な実施形態では、最初に本発明によるコーティング凹所の使用を通じて、下部表面に、好ましくはバルブ軸周りの中心領域に配置された単一の腐食保護層だけでさえ、十分な腐食保護を実現することが可能になることが大いに留意されるべきである。このように、自然にバルブディスクへの全体的な熱の導入は大幅に減らされることができるので、溶着溶接の結果としての構成要素変形の危険は、実際には完全に排除されることができる。

【0024】

これに関連して、バルブディスクの下部表面の腐食は、例えば、バルブディスクの下部表面の直径の約２／３の領域で非常に高い頻度で最強であるとともに、前述の内部領域より小さい最大で直径の約３／４までであることが示されている。さらに、適用分野及びモータ（内燃機関）の運転状態に応じて、例えば、腐食負荷が中心溶接シャフト軸に対して半径方向に離間されるリング状領域において最大であること及び腐食負荷が前述のリング領域の半径方向内及び半径方向外側で減少することが可能であり得る。前述の記述は、実際にはずれている値又は幾何形状を有し得るとともにモータ、その負荷等に依存することが理解されるべきである。

【0025】

このため、第１の腐食保護層の外側境界線が、本発明の特定の実施形態に関して、バルブシャフト軸周りに外側境界半径を有して円形に形成され、例えば、腐食負荷が、しばしばバルブ下側とも称される下部表面の円形領域に優勢に生じるとき、第１の腐食保護層はまた、バルブシャフト軸周りに所定の内部境界半径を持つ環状に形成され得る又は原理的にはまた、異なる適切な幾何形状を取り得る。

【0026】

実際には、腐食保護コーティングは当然また、少なくとも第２の腐食保護層又はさらに追加的な保護層さえ含むことができ、第２の保護層は、好ましくは、しかし、必然的ではなく、第２のコーティング凹所に設けられ得るとともに、場合によって、さらなる腐食保護層が同様に、対応するコーティング凹所に設けられ得る。

【0027】

これに関連して、第１の腐食保護層は、必ずしもそうではないが、特に好ましくは、バルブシャフトと第２の腐食保護層との間の領域に設けられ、第２の腐食保護層の外側境界線は、例えば、バルブシャフト周りに外側境界半径を持つ円形に構成されることができるが、当然、任意の他の適切な幾何形状も取ることができる。

【0028】

例えば、取り付け時又は取外し時又は全ての他のサーフェシング作業のために、ガス交換バルブをより良く扱うために、第１の腐食保護層及び／又は第２の腐食保護層は、バルブディスクに設けられる整備用穴の周りに当然知られている方法で設けられることができる。実際には、整備用穴は、例えば、ガス交換バルブのより快適な取り扱いのためのハンドリング装置がネジで留めされ得る内部ネジ山を有することができる。整備用穴は好ましくは、腐食保護コーティングが既に溶接されているとき、最初に導入されることが理解されるべきである。

【0029】

これに関連して、腐食コーティング自体は、任意の適切な材料から構成され、使用されることになる材料は当業者の要求に応じて選択されることができる。これに関連して、実際には、ニッケルベース腐食保護コーティング、特に少なくともニッケル及びクロムを含むニッケルベース合金から作られる腐食保護コーティングを使用することが知られることができ、クロム含有量は好ましくは、１０重量％と６０重量％のクロムとの間に、より具体的には、１５重量％と５０重量％のクロムとの間に、特に好ましくは、２０重量％と４５重量％のクロムとの間にあり、例えば４３重量％にある。

【0030】

これに関連して、第１の腐食保護層は、第２の腐食保護層と同じ材料から製造されることができるが、特に、異なる材料の２つ以上の腐食保護層が使用されることも可能である。

【0031】

ガス交換バルブのバルブ本体は、これに関連して当然また同様に、任意の適切な材料から製造されることができるが、特に好ましくは、クロムニッケル鋼から製造され、特に、腐食コーティングの鉄含有量は、５重量％より小さい、好ましくは、０．５重量％と４重量％との間にあり、より具体的には、３重量％より小さい。

【0032】

本発明はさらに、詳細に上述されたガス交換バルブの製造方法に関し、この方法では、バルブ本体が提供されるとともに、第１のコーティング凹所及び／又は第２のコーティング凹所の形態の凹所がガス交換バルブのバルブ本体のバルブディスクの下部表面に設けられる。これに関連して、第１の腐食保護層及び／又は第２の腐食保護層の形態の腐食保護コーティングが、第１のコーティング凹所及び／又は第２のコーティング凹所に設けられる。

【0033】

これに関連して、第１の腐食保護層及び／又は第２の腐食保護層は、溶着溶接によって、特に金属保護ガス溶接によって、付けられることができ、腐食保護コーティングは、少なくともニッケル及びクロムを含むニッケルベース合金から作られる。クロム含有量は、特に好ましくは１０重量％と６０重量％のクロムとの間に、より具体的には、１５重量％と５０重量％のクロムとの間に、特に好ましくは、２０重量％と４５重量％のクロムとの間にある。

【0034】

これに関連して、金属保護ガス溶接は、技術分野から知られる溶接方法であり、その原理は明快さのために以下に簡単に説明される。しばしばＭＳＧと略される金属保護ガス溶接は、例えば、不活性ガスを用いる金属溶接としても、ＭＩＧ溶接として又はＭＡＧ溶接としても、その異なる変形で知られ、これは、活性ガスを用いる金属溶接が、反応することができるとともに溶融溶接ワイヤがしばしば自動的に連続的に可変速度のモータによって供給されるという基本的な原理の観点から光アーク溶接方法であることを意味する。よく使用される溶接ワイヤの直径は、例えば、０．６ｍｍと２ｍｍとの間にある、又は３ｍｍまでですらある。ワイヤ送給と当時に、保護又は混合ガスが、特定の用途によって当然定められる予め定義可能な量でノズルによって溶接ポイントに供給される。供給されるガスは特に、光アークの下の液体金属を化学変化から、特に、溶接ビードを弱くする酸化から保護する。これに関連して、いわゆるマグ溶接（ＭＡＧ）では、人はしばしば、純粋なＣＯ２又はアルゴン並びに少量のＣＯ２及びＯ２の混合ガスを用いて作業し、ミグ溶接（ＭＩＧ）では、不活性ガスアルゴンがしばしば使用され、より稀な場合には、高価な不活性ガスヘリウムも使用される。ＭＡＧ法はこれに関連して主に鋼に対して実際には使用され、ＭＩＧ法は好ましくはＮＥ金属に対して使用される。

【0035】

充填ワイヤはまた当然選択的に金属保護ガス溶接に使用されることができる。これらは、スラグ形成材料及び場合によって合金添加物を内部に持って提供されることができる。それらは、ワイヤ電極の封入と同じ目的で用いられる。一方では、成分は溶接容積に寄与し、他方では、それらはスラグを形成するとともに溶接位置を酸化から保護する。

【0036】

これに関連して、本発明によるガス交換バルブのバルブ本体は、例えば、クロムニッケル鋼から又は異なる材料からも、製造されることができ、特に好ましくは、上述の金属保護ガス溶接は、金属保護ガス溶接において、５重量％より小さい腐食保護コーティングの鉄含有量が達成されるように、好ましくは０．５重量％と４重量％との間、特に３重量％より小さいものが達成されるように、溶接プロセスとして使用される。

【0037】

以下には、本発明が概略図を参照して詳細に記載される。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】図１は、技術水準から知られている大型２ストロークディーゼルエンジンの排出バルブである。

【図2a】図２ａは、本発明によるガス交換バルブの第１の実施形態である。

【図2b】図２ｂは、２つのコーティング凹所を有する本発明によるガス交換バルブの第２の実施形態である。

【図2c】図２ｃは、図２ｂによる異なる実施形態である。

【図2d】図２ｄは、整備用穴及びコーティングバルブシートを有する図２ｂによる異なる実施形態である。

【図2e】図２ｅは、リング状コーティング凹所を有する本発明によるガス交換バルブの実施形態である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

技術水準から知られている図１による大型２ストロークディーゼルエンジンの排出バルブは導入部で詳細に既に議論されており、このためこの段階ではさらに議論される必要はない。

【0040】

図２ａは、本発明によるガス交換バルブの第１の簡略化された実施形態を示し、このガス交換バルブは以下では全体として参照数字１を使用して示される。

【0041】

図２ａの往復動ピストン内燃機関のための本発明によるガス交換バルブ１の具体的な実施形態は、この例では、長手方向掃気式大型２ストロークディーゼルエンジンのための排出バルブである。ガス交換バルブ１は、軸方向バルブシャフト軸Ａに沿って延びるバルブシャフト２、並びにバルブシャフト２に接合するバルブディスク３を有するバルブ本体を含み、このバルブディスク３は、バルブシャフト２から軸方向に離れて延びるとともにバルブシャフト軸Ａに対して半径方向外側に拡がって延びる。これに関連して、バルブ合わせ面３２が、バルブシャフト軸Ａに対して略直交して形成された、バルブディスク３の下部表面３１とバルブシャフト２との間のバルブディスク３に作られる。この下部表面を当業者はしばしばまた単純にバルブディスク底部側とも称する。本発明によれば、第１のコーティング凹所４１の形態の凹所４がバルブディスク３の下部表面３１に設けられ、このコーティング凹所には、第１の腐食保護層５１の形態の腐食保護コーティング５が設けられる。これに関連して、コーティング凹所４１は、腐食保護層５１を付ける前に既知の方法を用いて機械加工されることができる。第１の腐食保護層５１の外側境界線は、この例に関して、バルブシャフト軸Ａ周りに外側境界半径Ｒ１を有する円に形成される。

【0042】

腐食保護層５１は、この例では、溶着溶接を用いて、好ましくは、より詳細に既に上で異なる変形で記載されているような金属保護ガス溶接を用いて、付けられる。

【0043】

図２ｂを参照すると、２つのコーティング凹所４１、４２を有する本発明によるガス交換バルブ１の第２の実施形態が概略的に示され、これは、特に実際には、非常に重要である。図２ｂの実施形態は図２ａのものと、特に、この例において、腐食保護コーティング５が少なくともダウ２の腐食保護層５２を含むという点で異なり、腐食保護層５２は第２のコーティング凹所４２に設けられるとともに、第１の腐食保護層５１は、バルブシャフト２と第２の腐食保護層５２との間の領域において第２の腐食保護層５２の直下に溶着される。

【0044】

第２の腐食保護層５２の外側境界線は、これに関連して、バルブシャフト軸Ａ周りに外側境界半径Ｒ２を持って形成され、外側境界半径Ｒ２は下部表面３１の半径より小さい。

【0045】

しかし、これに関連して、外側境界半径Ｒ２は、図２ｃによって概略的に示されるように、下部表面３１の半径と実質的に同じであることも可能である。これは、図２ｃの実施形態に関して、第２のコーティング凹所４２は実際、第１の腐食保護層５１の表面と同一であり、下部表面３１の残りの表面が第１の腐食保護層５１によって覆われないことを意味する。

【0046】

これに関連して、整備用穴６がしばしば、図２ｄに概略的に示されるように、良く知られた方法で下部表面３１に設けられる。この整備用穴は好ましくは、取り付け及び整備作業のために、ハンドリングツールが整備用穴６にネジ止めされることができるように、内部ねじ山を含む。

【0047】

図２ｅは最後に、リング状コーティング凹所４１を有する本発明によるガス交換バルブ１の異なる具体的な実施形態を示す。これは、第１の腐食保護層５１が、例えば、バルブシャフト軸Ａ周りに、内部境界半径Ｒ１２及び外側境界半径Ｒ１を有して、環状に配置されることを意味する。

【0048】

図２ｅによる実施形態はまた、腐食負荷が、リング状腐食保護層５１の領域で特に強く生じるとともに、腐食保護層が省略できるようにリング状腐食保護層５１の内部及び外側であまり激しくないとき、特に有利に使用されることができる。

【0049】

本出願の文脈に記載された本発明の具体的な実施形態は単に例示として理解されるべきであり、本発明はまた当然、記載された実施形態の全ての適切な組合せ、並びに当業者に明らかである請求項に記載された保護範囲に関する本発明のさらなる発展も含むことが当然理解される。

【0050】

したがって、本発明によれば、要求に従う高腐食保護層の適用が、初めて大幅に減少した熱の導入を使用して内燃機関のガス交換バルブのために提案されている。例えば、強い腐食を伴う領域では、腐食保護層が、バルブディスクの下部上面の以前に設けられたコーティング凹所に好ましくは対応して大きい層厚さを持って、及び低腐食の領域では対応して小さい層厚さを持って付けられることができる。腐食負荷に応じて、この点に関して、例えば、バルブシャフトの下部表面から所定の距離だけ離間される、例えば、直径の３／４超ずらされる外側領域がまた、メッキなしに構成されることができ、これはまた、溶接溶着された腐食保護層のないことを意味する。本発明にしたがって実施されるメッキの形状は、技術水準から知られる下部表面における構成要素変形の補償のための複数の取り代層の溶着溶接がもはや必要とされないように、変形を最小に又は完全にさえ、減少させる。これは、大幅に最小化された及び／又は同様に実質的にもはや存在しない変形を通じて、溶接ビードを準備するとき、メッキの最終的な機械加工が、非常にしばしば省略されることができることを意味し、これは、本発明によるコーティング凹所が、溶接プロセスの前にバルブディスクベースに機械加工され、溶着溶接の厚さはコーティング凹所の深さに対応することを意味する。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図2d】

【図2e】