專利名稱：杯形閥桿的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于驅動內燃機換氣閥的杯形閥桿，包括于其一端由底封閉的圓柱形襯，在該襯的外圓周表面上無切屑地制有一道圓周槽，在襯的內圓周表面上基本無間隙地引導一個金屬薄板圓柱體，還有一個與襯同心延伸的導向軸套，軸套中設有一個液壓間隙補償件。
如權利要求1前序部分所述類型的杯形閥桿已在德國專利DE-A-3412175中公開。其設在閥桿中的金屬薄板圓柱體具有一個徑向伸出的邊緣，該圓柱體以上述凸緣單側地設在襯內圓周表面的臺階上(見圖2)。在與該臺階相對設置的襯的一端上，在襯中無切屑加工，或稱之為滾壓加工形成一道凹入的圓周槽，該槽導致在襯的內表面上形成相應的變形。以此方法，沿軸向方向在臺階和由滾壓加工所形成的形狀之間確定一個金屬薄板圓柱體的徑向豎襯領。如此固定金屬薄板圓柱體需以形成金屬薄板圓柱體的彎曲成形和襯內表面的結構的措施為先決條件。為此，要以各種不同的壁厚制成襯，并由此構成臺階;并且必須將金屬薄板圓柱體折邊以構成徑向凸緣，然后僅以這種凸緣在臺階和由滾壓形成的凸起之間形成固定。最好，要以各種不同的壁厚范圍由相對較厚的壁構成這類閥桿的襯，這將導致以不希望的方式而增加閥桿的重量。
基于上述現有技術提出本發明的目的，即本發明的目的在于避免上述不足并以一種簡單的可能性實現將金屬薄板圓柱體固定在杯形閥桿的襯上，這種可能性可以最少的生產成本實現。
上述目的由下述措施實現，即金屬薄板圓柱體至少伸至襯的具有圓周槽的區域，一個在襯的內圓周表面上由滾壓所生成的凸起靠在金屬薄板圓柱體的圓周槽。在安裝時將金屬薄板圓柱體推出一個預定的位置。在該位置上所述圓柱體至少部分地伸過上述區域，在該區域中襯也具有一個圓周槽。可以根據權利要求2一起制造出圓周槽和金屬薄板圓柱體的軸向固定物，相對金屬薄板圓柱體一個距離設定一個作為內滾壓工具的托架，并由一個外滾壓工具無切屑地使襯和金屬薄板圓柱體一起在托架上變形。這種對兩個部分的共同滾壓加工將形成金屬薄板圓柱體在圓柱形襯中的可靠的軸向固定且適于用作批量生產這種閥桿時的連接技術，這種滾壓加工可以將金屬薄板圓柱體密封地靠在凸起上。此外，因為在襯的內圓周表面上沒有必要設置用于固定金屬薄板圓柱體的臺階，所以可將襯做得非常薄。另外，針對權利要求2，按照權利要求3在組裝金屬薄板圓柱體之前使其具有滾壓的圓周槽，然后在該槽中向里變形形成一個襯的凸起。除此之外還可以，將帶圓周槽的金屬薄板圓柱體在徑向上制成具有彈性的且與凸起嚙合。
在從屬權利要求4至11中描述了另一種有益的本發明的實施。
根據權利要求4，金屬薄板圓柱體構成一個整體構件，該構件具有一個徑向向內延伸的凸緣和一個與該凸緣相連的與襯同心延伸的導向軸套。金屬薄板圓柱體至少應分段地延伸至底且最好為圓錐狀延伸的凸緣應與底、間隙補償件的內和外活塞一起構成一個環形儲油腔。利用這種方法，對著閥桿的底支承導向軸套并在一個從凸起伸至底的區域上于襯的內圓周表面上導向。以此方法構成的環形儲油腔包括一個按比例縮小的容積，這樣閥桿的運動質量總體上是非常小的且除此之外，在內燃機長時間停頓且儲油腔發生漏油時，亦可很快地再將該容積充滿。除此之外還有一種可能，即針對一般技術水平構成凸緣，使其相對底有間隙地，平行地或趨向于底延伸并支承著一個向著底或遠離底的方向延伸的導向軸套。也可以從金屬軸套向凸緣以一個相對大的半徑構成一個過渡，然后將凸緣制成部分圓柱形。
根據權利要求5，應該在金屬薄板圓柱體內沖壓出一條沿縱向方向延伸的凹槽，該槽與襯的內圓周表面一起構成一條油道。該油道與襯的徑向導油口相連，根據本發明該導油口設在圓周槽中，且所述凹槽伸至金屬薄板軸套的圓周槽。這種間隙補償件供油結構與現有技術相比所具有的優點是，從導油槽的沖壓以及襯和接下來的對金屬薄板圓柱體的滾壓可看出，對閥桿無需進一步的再加工。當然必須要保證，在經滾壓產生的圓周槽中，最好為傾斜延伸的導油口保證從內燃機潤滑油路至油道有一個可靠的油的流動。
與上述相聯系參見權利要求10的根據本發明的特征可知，在襯和金屬薄板圓柱體的同步滾壓過程中，僅使一個內滾壓工具壓在欲制成圓周槽的上部區域上。這樣所生成的凸起在上邊緣上構成一個簡單的過渡或一個大的過渡半徑。內滾壓工具還支承著金屬薄板圓柱體，該圓柱體是分段地與外滾壓工具相連，這樣在下邊緣處凸起具有小的過渡半徑且在上邊緣處凸起有一個大的過渡半徑或一個展平部分。由此而保證斜著延伸的導油口與根據權利要求5構成的油道相遇。
通過對構件，即金屬薄板圓柱體和襯的同步滾壓加工，可以制成壁厚很薄的襯。根據權利要求6襯和底的壁厚可以保持為1∶2.5至2.8。根據權利要求7，襯的壁厚可以小于1mm，最好為0.8mm。這種很薄的襯壁2導致整個杯形閥桿重量大幅度降低，這種薄壁襯的一個重要的先決條件就是金屬薄板圓柱體在襯中的根據本發明的固定類型。
根據權利要求8還提出了一種杯形閥桿的結構，其中設有一條從圓周槽開始在襯中沖壓出的軸向槽。油從圓周槽流至導油口并由此而進入油道的此類過渡適于代替權利要求5和10的特征確保油的過渡。因此，在圓周槽的區域內，滾壓加工前沖制出的軸向槽應該包括一個在圓周方向上延伸的擴展部分，該擴展部分一直延伸至一條油道，該油道以一條凹槽的形式設在金屬薄板圓柱體中。根據權利要求9可以如此構成擴展部分，即在滾壓加工前使軸向槽為一個T形輪廓，該軸向槽應確保盡管有經滾壓工序的局部變形，但仍為油從圓周槽進入軸向槽的過渡保留有足夠的橫截面。
根據權利要求11，在金屬薄板圓柱體的下邊緣出于可靠性的原因應附加地，至少是分段地設一個凸殼，這樣可以確保金屬薄板圓柱體的可靠固定。
本發明并不由各權利要求之特征所限定，將單獨的權利要求的特征與說明書中以及以下描述的實施例所公開的內容相結合可以得出諸多組合。
下面將根據附圖對本發明做進一步描述，附圖中簡略表示兩個實施例。
圖1是通過杯形閥桿的縱剖視圖，杯形閥桿中設有整體地由一個凸緣和一個導向軸套構成的金屬薄板圓柱體;
圖2是通過杯形閥桿的縱剖視圖，其中由內置的金屬薄板圓柱體防止環形儲油腔室的空行程，在中心線的一側示出一個附加的沖臺(Verstemmung)。
圖3是在制出圓周槽之前如圖1所示的帶有一個橫槽的閥桿的側視圖。
圖1中以序號1表示一個杯形閥桿，該閥桿具有一個圓柱形襯2并可將該襯2插入一個圖中未示出的內燃機缸體上的孔中。這個圓柱形襯2的一端由底3封住，底3的外表面在內燃機工作期間與一個凸輪軸的凸輪滑動接觸，凸輪軸在圖中亦未表示。
在杯形閥桿1中設有一個金屬薄板圓柱體4，該圓柱體基本上是無間隙地設在襯2的內表面5上并向上延伸至底3。金屬薄板圓柱體4先逐漸變成一個圓錐形凸緣6，然后逐漸變成一個導向軸套7。在與襯2同心延伸的導向軸套7中設有一個液壓間隙補償件8。間隙補償件8基本上由一個內活塞9、一個中空活塞11、一個彈簧12和一個球閥13構成，該活塞與底3一起構成一個中心儲油腔室10。中空活塞11與內活塞9和球閥13一起圍成一個壓力腔14，且活塞11的一端靠在一個換氣閥軸線的未示出的一端上。結構件凸緣6、中空活塞11、內活塞9和底3限定出一個環形儲油腔15，該腔通過底3上的凹陷部分16與中心儲油腔10相通。
連襯2的外圓周表面17上設有一個滾壓制成的圓周槽18，杯形閥桿1插在一個圖中未示的缸體孔中，經未表示的孔將油從潤滑油回路中引出，一旦在這些孔和圓周槽18之間形成重疊便將油引入環形儲油腔15中。如在圖1中所見到的那樣，在襯2的內表面5上由于滾壓圓周槽18而形成一個凸起19。該凸起19密封地抵靠在金屬薄板圓柱體4的圓周槽20中。
這樣，不僅是圓柱形的襯2，金屬薄板圓柱體4也同樣可制成非常薄的薄壁，并且在滾壓加工之后，沒有必要對構件進行諸如在焊接時所需的精加工。由圓周槽18開始通向油道24設有一道沖壓形成的軸向槽21。在部分由圓周槽20覆蓋的這個沖制出的軸向槽21的鄰近油道24的一端上設一個導油口22。金屬薄板圓柱體4具有一個縱向延伸的凹槽23，該槽23與內表面5一起限定出油道24。在對金屬薄板圓柱體4、凸緣6和導向軸套7進行深沖制成一個組件之后，利用模壓制成凹槽23。下面還將結合圖3討論軸向槽21的特殊結構。
圖2中簡單地表示了本發明的另一個實施例。一個以縱向剖視表示的杯形閥桿25也由一個圓柱形襯26和底27組成。在閥桿25中插設有一個軸套28，軸套28將環形儲油腔33中的油經縱向槽29供向環形腔30并經底27上的凹陷31供向中心儲油腔室32。另一方面軸套28還有一個重要的作用，即使間隙補償件34借助一個設在導向軸套35中的軸套沿縱向移動。間隙補償件34的結構基本上與圖1中所示的間隙補償件8的結構相對應。軸套28在其靠近底27的端部處變成凸緣36，該凸緣直至襯26的內圓周表面37并由此導向。插在軸套28中的導向軸套35通過環形凸緣38與一個金屬薄板圓柱體39構成一個整體構件。金屬薄板圓柱體39與凸緣36一起相對內圓周表面37無間隙地插在襯26中，在其圓周的一個位置上由一條卷邊40構成油道41。在從凸緣36向金屬薄板圓柱體39過渡的地方構成一個雙層部分42，在將由金屬薄板圓柱體39，環形凸緣38和導向軸套35構成的構件插入之前，制出該雙層部分42。
在襯26外圓周表面43上設有一道環形槽44，該槽是由滾壓方法，例如由局部剖視表示的外滾壓工具45形成的。通過對圓周槽44的滾壓，在襯26的內圓周表面37上形成一個凸起46。由于金屬薄板圓柱體39在凸起46的區域內具有雙層部分42且在滾壓時在內側由托架所固定，所以在金屬薄板軸套的該部分上也設有一道圓周槽48，該槽密封地靠在凸起46上。從襯26的圓周槽44伸出一個斜著延伸的導油口49，該口與油道41連通。如圖2所示的那樣，這樣設置一個托架47，即其在上部區域在凸起46的整個寬度上不與金屬薄板圓柱體搭接。由此，在金屬薄板39的滾壓加工過程中，于上部區域保持一個較平整的形狀，這樣便在導油孔49的油道41之間確保油流過。具有卷邊40的金屬薄板圓柱體以其一端支承著凸緣36，并如上述那樣通過環形凸緣38帶有一個導向軸套35;另一方面該圓柱體還用卷邊40構成一條油道，這樣利用這種結構就可以可靠地避免環形儲油腔33的空行程。在縱向中心線的左側表示這種閥桿25的一種實施形式，在這種形式中，在金屬薄板圓柱體39的下邊緣處設有一個附加的沖臺51圖1所示實施例中亦可應用這種沖臺51，這種沖臺可在整個邊緣上連續地或只是一段一段地設置，并且是在邊緣上與凸起46相對設置。此外，亦可通過點焊對金屬薄板圓柱體(如圖1和2所示)予以附加固定。
最后參見圖3，其中表示具有如圖1所示結構的、滾壓加工之前的閥桿1的側視圖。在閥桿1的圓柱形襯2中以沖壓制成軸向槽21，軸向槽21還通過擴展部分50構成一個T形結構。在接下來的滾壓成形時通過該T形軸向槽21的水平截面使得盡管在該區域中襯有變形，但仍確保油從圓周槽18流入軸向槽21中。
權利要求
1.驅動內燃機換氣閥的杯形閥桿(1，25)，具有在其一端由底(3，27)封閉的圓柱形襯(2，26)，在其外圓周表面(17，43)上無切屑地設有一道圓周槽(18，44)，一個金屬薄板圓柱體(4，39)基本上無間隙地在內圓周表面(5，37)上導向；還具有一個導向軸套(7，35)，該軸套中設有一個液壓間隙補償件(8，34)，其特征在于，金屬薄板圓柱體(4，39)至少延伸到一個襯(2，26)的帶圓周槽(18，44)的區域，一個在襯(2，26)的內圓周表面(5，37)上由無切屑加工成形制成的凸起(19，46)設在金屬薄板圓柱體(4，39)的圓周槽(20，48)中。
2.如權利要求1所述的閥桿(1，25)，其特征在于，可通過共同滾壓制成襯(2，26)的圓周槽(18，44)和金屬薄板圓柱體(4，39)的圓周槽(20，48)。
3.如權利要求1所述的閥桿(1，25)，其特征在于，金屬薄板圓柱體(4，39)具有圓周槽(20，48)，襯(2，26)可向槽中成型。
4.如權利要求1所述的閥桿(1，25)，其中金屬薄板圓柱體(4，39)與一個徑向向內延伸的凸緣(6，38)和一個與凸緣相連并與襯(2，26)同心延伸的導向軸套(7，35)制成一個整體件，其特征在于，金屬薄板圓柱體(4)至少分段地延伸至底(3)且最好為圓錐形的凸緣(6)與底(3)和間隙補償件(8)的內、外活塞(9，11)一起圍成環形儲油腔(15)。
5.如權利要求2所述的閥桿(25)，具有至少一個在金屬薄板圓柱體(39)中沿縱向延伸的卷邊(40)，該凹邊與襯(26)的內圓周表面一起構成一條油道(41)，油道(41)通至襯(26)上的一個徑向導油孔(49)，其特征在于，導油孔(49)設在圓周槽(44)中，卷邊(40)伸至金屬薄板圓柱體(39)的圓周槽(48)中。
6.如權利要求1所述的閥桿，其特征在于，襯(2，26)和底(3，37)的壁厚約為1∶2.5至2.8。
7.如權利要求1所述的閥桿，其特征在于，襯(2，26)的壁厚小于1mm，最好為0.8mm。
8.如權利要求1所述的閥桿(1)，具有一個從圓周槽(18)出發沖制進入襯(2)的軸向槽(21)，其特征在于，滾壓之前沖出的軸向槽(21)在圓周槽(18)的區域中具有一個在圓周方向延伸的擴展部分(50)，軸向槽(21)伸至由凹槽(23)在金屬薄板圓柱體(4)中構成的油道(24)。
9.如權利要求8所述的閥桿，其特征在于，軸向槽(21)在滾壓前為T形結構。
10.如權利要求5所述的閥桿(1)，其特征在于，襯(26)和金屬薄板圓柱體(39)的滾壓成形的上部區域包括一個平面過濾或一個大的過渡半徑，由此在導油口(49)和油道(41)之間形成連通。
11.如權利要求1所述的閥桿，其特征在于，金屬薄板圓柱體(39)至少在其下邊緣的一個位置處由沖臺(51)附加固定，由此，金屬薄板圓柱體(4)的由滾壓成形的段在軸向方向上一方面支在凸起(46)上，另一方面支在沖臺(51)上。
全文摘要
本發明涉及一種驅動內燃機換氣閥的杯形閥桿，具有在其一端由底封閉的圓柱形襯，在其外圓周面上無切屑地設有一道圓周槽，一個金屬薄板圓柱體基本上無間隙地在內圓周表面上導向；還具有一個導向軸套，該軸套中設有一個液壓間隙補償件，金屬薄板圓柱體至少延伸至一個襯帶圓周槽的區域，一個在襯的內圓周表面上由無切屑加工成型制成的凸起設在金屬薄板圓柱體的圓周槽中。
文檔編號F01L1/24GK1103463SQ9411499
公開日1995年6月7日 申請日期1994年7月28日 優先權日1993年7月30日
發明者E·H·喬治·歇夫雷爾 申請人:Ina滾柱軸承制造兩合公司