專利名稱：用于內燃機開關閥的推桿的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1前序部分所述的開關閥的推桿。
WO-93/18284公開了所述結構形式的推桿，其中當閥提升和閥桿與偶合桿的孔之間的活塞受到壓力作用時不能確定明確的位置，從而可能導致閥桿以很大的磨損穿過該孔。此外，偶合件當在閥桿相對于偶合孔出現相應不希望的對準時偶合件雖然帶走了閥，但只通過了升程的一部分區域，由此閥在閥彈簧的作用下無緩沖地回到閥座上，從而產生很強的干擾噪音和附加的磨損。
本發明的目的在于提供一種此類型的推桿，該推桿的偶合件至少可靠和確定地被保持在一端部位置，并且使其孔或支承面總是功能性地對準閥桿。
其目的是由本發明權利要求1和23的特征完成的。
本發明主要的優點在于，閉鎖件使偶合件在端位置鎖定，在該端位置閥處于第一開關位置，只在限定的凸輪工作面區域的作用下這種閉鎖產生了偶合件的升高運動，由此通過閥桿解決了偶合件的閉鎖。
以有利的方式使偶合件當活塞受到壓力作用時首先運動到中間位置，而后到第二凸輪工作面區域，此時閥桿位于偶合件孔之外，偶合件準確到達偶合件的第二端位置，由此在從閥的第一開關位置轉換到第二開關位置過程中保證能減小噪音和磨損。而活塞一旦無壓力作用，偶合件實現反向運動和返回到第一端位置。其閉鎖件結構簡單并強制地由取決于第二凸輪工作面區域的閥端部驅動。在閥的第一開關位置取決了凸輪工作面區域借助壓緊裝置使推桿保持在與凸輪分離的位置，因此減小了凸輪和推桿之間的摩擦。
該支承件不僅適合于結構合理地承接活塞、偶合件和壓力彈簧，而且還適合放入推桿中，該推桿根據杯件類型由外殼件和杯底構成，容易制成一體。此外存在一種可能，在推桿杯件的支承部分中把用于活塞的孔和用于偶合件的導向部分一體制成，同時支承部分和導向部分可以成為一與杯件成為一體的殼體。在朝向凸輪的一側，其杯件具有一嵌件，該嵌件包括一用于調節板的承接件，例如由鐵金屬材料制成的嵌件設有一閉鎖件，該閉鎖件具有一與偶合件的止檔共同起作用的插件，該插件通過在嵌件的支承板上的彈性舌簧形成。
偶合件的鎖定有利的通過偶合件的互相夾持件和其導向面實現。通過兩個構件的相互移動(通過閥桿而提升)以簡單的方法解決了這種鎖定。
由于通過釋放的閉鎖件把偶合件又確定到其另一端位置，實際上這種類型的推桿的開關安全性又一次改善了，因此確保了在精確時間間隔內或凸輪實現確定的角位置時在兩個方向的開關過程，由此其開關過程被可靠和確定地在一短時間內實現。因此消除了過高的磨損。有利地是第二閉鎖裝置同樣通過閥桿釋放，以便在凸輪軸上無結構配合的情況下可以實現所有開關功能。因此其嵌件對于標準凸輪軸是可行的。本發明推桿具有的裝配空間與無開關裝置的傳統推桿具有的空間相同。這種附加的閉鎖裝置以有利的方式裝于偶合件和其導向面中并成一體，從而避免了附加的金屬結構費用并利用較小的部件保證一種可靠的功能。
在附圖中示出了本發明的實施例，下面詳細地說明本實施例，其中，
圖1示出了內燃機的凸輪驅動裝置區域的示意圖;
圖2示出了具有本發明推桿的內燃機的凸輪軸區域的局部剖視圖;
圖3示出了本發明的推桿的另一實施例的局部視圖;
圖4是沿圖3Ⅳ-Ⅳ線的斷面圖;
圖5是沿圖3Ⅴ-Ⅴ線的斷面圖;
圖6是圖5箭頭方向X的視圖;
圖7至10示出了凸輪和本發明的推桿的不同位置;
圖11至15示出了本發明的推桿第三實施例的不同位置的斷面圖。
沒有進一步示出的內燃機在所示區域具有一圓柱形推桿1，它配有一個開關閥2，并且借助具有凸輪3的凸輪軸4被驅動。推桿1裝在缸頭6的孔5中并通過壓力彈簧7支承。閥2包括一與缸頭6的閥座8共同作用的閥盤9以及裝有閥彈簧盤11的閥桿10，閥彈簧盤12在閥彈簧11和缸頭6之間起作用，使閥2保持關閉位置。在推桿1內部設有一裝置13，利用調節閥2的兩個開關位置進行調節第一開關位置SI(圖2和9)，閥2支撐在閥座6是;第二開關位置SII(圖10)，通過凸輪3和推桿1相應產生的轉換運動而閥導致一種沖程運動。
裝置13由一活塞14和一偶合件15構成，該偶合件15在第一開關位置SI(圖7和8)處于端位置A(圖8和9)，而在第二開關位置SII(圖10)處于端位置B(圖10)。另外要說明的是通過所述活塞作用于偶合件15的垂直支承面16(圖2)上，該活塞14使構成滑塊的偶合件15從端位置A運動到端位置B。一壓力彈簧18支承在遠離支承面16或距它一段距離的偶合件15的支承面17上。該壓力彈簧18使偶合件15朝著位置A運動，考慮到這一功能還有一液壓驅動的活塞。偶合件15具有一孔19，在偶合件15的端位置A，確切地說在閥2的開關位置SI，(圖8和9)其閥桿10進入孔19。在偶合件15的朝向閥2一側具有一支承面20。若偶合件15處于端位置B或接近該位置的區域，閥桿的端部21支承在其支承面20上(圖10)。活塞14和偶合件15裝在支承件22中，該支承件22具有一用于活塞14的在推桿1徑向移動的孔23和用作導向的腔24，偶合件15在端位置A和B之間(圖9和10)相對運動地支承在其腔24中。活塞14通過在推桿1上的開口25利用液壓介質加載和作用，活塞14上并且如上所述直接與偶合件15共同起作用。壓力彈簧18的端部由偶合件15的栓件26或支承件22的孔27承接。此外支承件具有一開口28，它開設在支承件22的滑動隔板29上。
參照圖2，推桿1由圓柱形杯件30構成，即，它包括一外殼件31和一杯底32，杯底在距凸輪3很小距離的杯件30的一側33延伸并構成了用于調節板35的承接件34。在推桿1中形成的較大腔室36以設置其支承件22，該支承件22可由一嵌件構成，采有適合的方法固定于腔室36中。
只要活塞14無壓力作用，閥2處于第一開關位置SI，并且由凸輪基圓38和凸輪邊緣39形成的凸輪工作面區域Nbl朝向推桿1或與它起作用，在第一端位置A偶合件15借助閉鎖件37固定(圖9)。凸輪頂40包括在第二凸輪工作面區域NbII中，凸輪頂40位于凸輪3的縱向中心剖面H-H上的凸輪軸4的中心Z上鎖定，閉鎖件37把進入孔19中的具有端部21的閥桿10在閥桿10的第一開關位置SI釋放，因此當壓力作用于活塞14上使偶合件15抵抗壓力彈簧18的作用時從而位置A運動到位置Zs，這要使孔19的直徑Bd大于閥桿10的直徑Vd，或者孔19相對閥桿10具有一偏心距Ex。通過凸輪工作面區域NbJ的凸輪基圓38轉向推桿1，一旦閥桿10脫離孔19，該偶合件15運動到第二端位置B，如果活塞15無壓力作用，借助于壓力彈簧18，偶合件15返回到其第一端位置。
裝在杯底32和支承件22之間的閉鎖件37包括朝向閥桿10端部21的插件42，它可彈性地角位移，并且其插件端部43對準偶合件15的止檔44(圖9)。閥桿10的端部21抵抗彈簧45的作用使插件42從閉鎖位置E操作到釋放位置下(圖9和2)，此時插件42轉動一角度。閉鎖件37鉸接地支承在插件42的轉向側46。這樣插件42的彎轉部分47可抓住偶合件15的凸緣48，同時，在杯底31中的空腔50用于閉鎖件37的擺動。在釋放位置F(圖2)插件42置于偶合件15的支承軌51上，該支承軌51與杯底31形成一平行距離J。
壓緊裝置52與偶合件15連接，在閥2的第一開關位置SI，壓緊裝置使推桿1在閥2上的位置保持的距離為As(圖9)。與偶合件15連成一體的壓緊裝置具有一平行于閥2的延伸部分53，它的自由端配置一突出部分54。在位置Ni借助壓緊裝置52把推桿1保持在閥桿10上，突出部分54卡入閥桿10槽55中。
參照圖3，推桿56包括一外殼件57，該外殼件57裝有用于活塞60的孔59的支承部分58和用于偶合件62的導向部分61。支承部分58和導向部分61安裝在支承件63上，其支承件63與外殼件57相對的區域64和65相互連接。此外，支承件63的徑向隔板66、67支承于外殼件57上。
在外殼件57的朝向凸輪(未示出)側68上裝有作為封閉件的嵌件69，它由鋼制成，并且它的第一卡圈70嵌入外殼57。卡圈70在71 縫，以便嵌件69形狀合適的保持在位置上。第二卡圈72在相反方向延伸，并與支承板73一起構成用于調節板75的承接件74。在支承板73上設有閉鎖件75，在閉鎖位置E該閉鎖件用一個插件76對準偶合件62的止檔77。用78表示一個支承面73，在支承面73上裝有一插件76，該插件76是一個支承板73的一彈性舌簧。當閥79處于開關位置SI，活塞80抵抗彈簧81的作用而壓力加載，并且為凸輪工作面區域NbII靠在推桿是，在這樣的先決條件下給出了插件76的釋放位置F(圖3)。
在圖3中，第一開關位置SI的活塞60無壓力作用，液壓介質不起作用，閥桿82可以進入偶合件62的孔83。閥79截止。還存在一種可能，這樣構成偶合件62，即在活塞80無壓力作用下使閥桿82支承在偶合件62的支承面84上，閥79被開啟。
圖11至15闡述的本發明推桿的第三實施例是在活塞受壓力作用時閥截止，在活塞無壓力作用時在偶合件的另一端位置閥開啟。此外，第三實施例與上述兩個不同的是附加的閉鎖裝置，其中偶合件在第二端位置同樣被有效地鎖定。為了簡化和更好地說明本發明，相同的或同類型的部件具有以前的實施例相應的標號。該實施例的推桿1同樣由杯件30構成，驅動偶合件15的活塞14由向內腔突進的外殼體31的凸肩85導向。腔室36的下側通過導向板86封閉，其導向板貼靠在外殼件31內側上的環狀臺階87上。該導向板86具有一開口88，在偶合件15的相應位置閥桿10通過該開口88而擠入，導向板86向偶合件15的一側作為導向面89，偶合件15通過活塞14和壓力彈簧18的共同作用在導軌89上滑動。此外，腔室36中裝有一盤形的成形件90，它緊貼在盤底32的內側，該成形件90近似于第二實施例中的由彈性舌簧構成，以及插件76是沖壓成的。成形件90包括一不再詳細說明的導向其偶合件15的導向面。另外在成形件90上形成一深位的部分91，它用作偶合件15的端止檔，如圖11所示，若偶合件15緊貼在部分91上，該插件76與偶合件15的止檔77共同起作用。在偶合件的該端位置，閥桿10可以通過導向板86的開口88插入偶合件15的孔19。
導向板86的朝向偶合件15的下側設有一凸緣92，它的尺寸在本實施例中與閥桿10的尺寸大約相適應，在圖13所示的偶合件15的另一端位置，其凸緣插入開口88。通過緊貼在偶合件15上側的插件76的彈動作用，偶合件15被壓到導向面89上，以便在相應的位置凸緣92插入開口88，并且該偶合件15相應下沉并被保持著。
下面以第一實施例為例描述其開閉過程，但類似的方法也適合于其它實施例。
只要凸輪工作面區域NbII或凸輪頂40使推桿1運動到其最大的下沖程位置HV(圖8)，并且閥2處于截止的開關位置SI，其插件42從閥桿10的端部21運動到釋放位置F，現在活塞14上無壓力作用，以便壓力彈簧18使偶合件保持在端位置A。在凸輪進一步轉動例如在圖9所示的位置，如果沒有壓緊裝置52，推桿1會緊貼到凸輪工作面區域NbI上，由此閥桿10從孔19中出來，假如偶合件15沒有壓緊裝置52，推桿1占據距凸輪3減小摩擦的位置45。
如果活塞14受到壓力作用并且凸輪工作面區域NbII或凸輪頂40緊貼在推桿1上(圖8)，此外閥2處于開關位置時SI，那么插件42從閥桿10的端部重新運動到釋放位置F，并且通過活塞14該偶合件15首先進入中間位置Zs(圖2和7)，在該位置偶合件15緊靠在閥桿10上，脫離壓緊裝置52。這時插件42置于支承面51上，偶合件52也被釋放。一旦閥桿全部從孔19中出來(圖2和7)，偶合件15即與閥桿10的端部21無摩損地并通過凸輪基圓38或它的一部分在滑動隔板29上從中間位置Zs自由滑動到第二端位置B，此時端部21支承在支承面20上，閥2處于開關位置SII(圖10)并且壓力彈簧18呈最大張緊狀態。
如果活塞14無壓力作用，壓力彈簧18使偶合件15又回到端位置A。
根據圖11至15在本發明推桿的第三實施例中，在活塞14受到壓力作用后，偶合件15處于其第一(右側)端位置，此時閥截止。偶合件15通過插件26和止檔77的共同作用抵抗壓力彈簧18的作用被保持在該端位置。如果活塞14卸載，只要如上所述的類似操作通過閥桿10在插件76與偶合件15上的檔77之間鎖緊，偶合件15可以通過壓力彈簧18的作用移回到第二(左側)端位置。偶合件15通過中間位置Zs返回移到(左側)端位置(圖11至13)。若偶合件15處于第二(左側)端位置(圖13)，通過插件76的彈性作用向下壓，使凸緣92插入開口88。如果在偶合件15的這個位置時活塞14加壓，偶合件可以這樣被移動，直到凸緣92緊貼到開口88的邊緣，因此保證了在第二端位置的鎖定。閥桿10緊貼在偶合件15，更確切地說是貼在凸緣92上，閥開啟。同樣通過閥桿實現了鎖定。只要凸輪3的基圓38區域與調節板35共同起作用，推桿1處于圖13的位置。通過凸輪邊緣39對調節板35產生的增量，推桿1被壓到圖14的位置，直到通過穿過開口88的閥桿10克服插76的彈性作用把偶合件15壓到與杯底32結合為止。凸緣92完全位于開口88之外，由于凸輪邊緣39和調節板35共同作用而上升以及幾乎總下降的另件產生的摩擦力，該偶合件15保持在該位置。在從凸輪邊緣39到基圓38的連接過渡區內，對活塞14施加相應的壓力，使得偶合件15克服壓力彈簧18的作用力向右移動，以便凸緣92從閥桿10的端部移到導向面89上，直到偶合件18與成形件90的一部分91接觸，插件76鎖定偶合件15，閥再被截止。
此后還存在一種可能，利用凸緣92和開口88的鎖定采用類似于兩個第一實施例的只在偶合件15的一個端位置(閥開啟或截止)的唯一的鎖定。
若其推桿裝在例如包括兩個缸組的內燃機缸組的所有閥上，其缸組可以根據內燃機參數啟閉，這有利于燃料使用和廢氣散出。另外還存在一種可能，截止包括用于多管進排氣閥裝置的多于兩個閥的缸的一些單個的閥。
權利要求
1.用于內燃機開關閥的推桿，它具有包括液壓驅動的活塞和通過活塞驅動的偶合件，通過這些裝置該閥在第一開關位置截止而在第二開關位置開啟以調節氣體交換，同時，推桿與凸輪軸的凸輪共同起作用，其特征在于，閉鎖件(37；76)設置在偶合件(15，62)上，該閉鎖件與閥桿(10；82)共同工作，這樣，在限定的凸輪工作面區域(NbII)內，在閥桿(10；82)插入偶合件(15；62)的孔(19；83)中時閉鎖件(37；76)被釋放。
2.如權利要求1的推桿，其特征在于，在第一凸輪工作面區域(NbI)內并且在閥(2;79)開關位置(II)時，該偶合件(15;62)通過閉鎖件(37;76)被確定在第一端位置(A)，對此在第二凸輪工件面區域(NbII)并且在其開關位置(SI)時由閥桿(10;82)驅動其閉鎖件(37;76)，由此通過受壓力作用的活塞(14;80)和彈簧(壓力彈簧18;81)的共同作用該偶合件(15;62)首先從第一端位置A運動到中間位置(Zs)，并且在接下來的第一凸輪工作面區域(NbI)內運動到第二端位置(B)，從該位置在第一凸輪工作面區域(NbI)內在活塞(14;79)和彈簧(壓力彈簧18;81)相對的共同作用下，該偶合件返回到端位置(A)。
3.如權利要求1或2的推桿，其特征在于，閉鎖件(37;76)包括一朝向閥桿(10;81)端部(41)的插件(42;26)，該插件可彈性地角位移，并且該插件以一個插件端部(43)對準偶合件(15;62)的止檔(44;77)。
4.如上述權利要求之一的推桿，其特征在于，在第二凸輪工件面區域(NbII)內，通過插入偶合件(15;62)的孔(19;83)的閥桿(10;82)的端部(21)使插件(42;76)從閉鎖位置(E)移到釋放位置(F)。
5.如上述權利要求之一或多個所述的推桿，其特征在于，偶合件(15;62)具有間隔的支承面(16;17)，活塞(14;60)和壓力彈簧(18;81)支承在該支承面上。
6.如權利要求之一的推桿，其特征在于，推桿(1)借助與閥桿(10)共同起作用的壓緊裝置(52)確定在第一開關位置(52)。
7.如權利要求6的推桿，其特征在于，壓緊裝置(52)以一個突出部(54)卡入閥桿(10)的槽(55)。
8.如權利要求6的推桿，其特征在于，壓緊裝置(52)與偶合件(15)制成一體。
9.如上述權利要求之一的推桿，其特征在于，在偶合件(14;62)中的用于閥桿(10;82)的孔(19;83)的直徑(Bd)大于閥桿(10;82)的直徑(Vd)以達到中間位置(Zs)。
10.如權利要求之一的推桿，其特征在于，閉鎖件(37)的呈合頁型的彎轉部分(47)支承在背向插件(42)的一側。
11.如權利要求之一的推桿，其特征在于，偶合件(15)裝入支承件(22)中，該支承件具有用于活塞(14)的孔(23)和用于偶合件(15)的滑動隔板(29)，該隔板設置著一用于閥桿(10)的開口(28)。
12.如權利要求11的推桿，其特征在于，壓力彈簧18以其端部與偶合件(15)和支承件(22)的承接件(栓件26和開口27)共同起作用。
13.如上述權利要求之一的推桿，其特征在于，推桿(1)制成杯件(30)類型，它包括一外殼件(31)和杯底(32)，在朝向凸輪(3)一側(33)杯底(32)形成用于調節板(35)的承接件(34)，同時具有活塞(14)、閉鎖件(37)、偶合件(15)和壓力彈簧(18)的支承件(22)裝干腔室(36)中。
14.如權利要求13的推桿，其特征在于，閉鎖件(37)設置在杯底(32)和偶合件(15)之間。
15.如權利要求13或14的推桿，其特征在于，偶合件(15)具有用于插件(42)的支承面(51)，該支承面距杯底(32)的距離為J。
16.如權利要求1至9之一的推桿，其特征在于，它包括具有用于活塞(60)的孔(59)的支承部分(58)的外殼件(57)和用于偶合件(62)的導向部分(61)。
17.如權利要求16的推桿，其特征在于，支承部分(58)和導向部分(61)與外殼桿(57)制成一件。
18.如權利要求17的推桿，其特征在于，支承部分(58)和導向部分(61)設置與相對的外殼區域(64;65)連接的支承件(63)上。
19.如權利要求18的推桿，其特征在于，借助隔板(66，67)支承件63的面對外殼件(57)而支承著。
20.如權利要求16至19之一的推桿，其特征在于，在朝向凸輪一側(68)上，外殼件具有帶用于調節板(78)的承接件(74)的嵌件(69)。
21.如權利要求20的推桿，其特征在于，在用于調節板(75)的支承板(73)區域，嵌件(69)包括由彈性舌簧制成的閉鎖件(76)。
22.如權利要求20或21的推桿，嵌件(69)由鐵金屬材料制成。
23.用于于內燃機的開關閥的推桿，包括具有液壓驅動的活塞和通過該活塞驅動的偶合件的裝置，通過該裝置閥在第一開關位置截止而在第二開關位置開啟以調節氣體變換，同時推桿與凸輪軸的凸輪共同起作用，其特征在于，該偶合件(15，62)在導向面(89)上移動，并由閥桿(10，82)近似垂直地提升，以及通過偶合件和導向面的互相配合部分(88;92)把偶合件鎖定在一端位置。
24.如權利要求之一的推桿，其特征在于，在第二端位置(B)，該偶合件(15;62)與輔助的閉鎖裝置(88;92)共同起作用，其閉鎖裝置同樣由閥桿(10;82)釋放。
25.如權利要求24的推桿，其特征在于，偶合件(15;62)在導向面(89)上移動并由閥桿(10;82)近似垂直地提升，以及第二閉鎖裝置(88，92)通過偶合件和導向面的互相配合部分而形成。
26.如權利要求23至25之一的推桿，其特征在于，偶合件(15;26)由閥桿(10;82)克服彈性件(76)的作用而升起。
27.如權利要求26的推桿，其特征在于，該彈性件通過閉鎖件(76)形成。
28.如權利要求23至27之一推桿，其特征在于，導向面(89)具有一開口(88)，在輔助閉鎖裝置的閉鎖位置，偶合件(15，62)的凸緣(92)與該開口配合。
29.如權利要求之一的推桿，其特征在于，閉鎖件(76)形成于裝入杯件(30)的成形件(90)上。
30.如權利要求23至29之一的推桿，其特征在于，導向面(89)形成于導向板(86)上，該導向板(86)裝于杯件(30)上，閥桿(10)穿過該導向板(86)，并且該偶合件在導板(89)上移動。
全文摘要
推桿具有包括液壓驅動的活塞和一偶合件的裝置，通過該裝置閥在第一開關位置截止，在第二開關位置它產生提升運動以調節氣體的變換。推桿與凸輪軸的凸輪共同起作用。一閉鎖件附加于偶合件上，閉鎖件與閥桿共同起作用，在限定的凸輪工作面區域內并且閥桿進入偶合件的孔的狀態下釋放其閉鎖件。
文檔編號F01L13/00GK1111712SQ9510320
公開日1995年11月15日 申請日期1995年2月17日 優先權日1994年2月18日
發明者D·沙森塔爾, J·格魯恩貝格 申請人:F·波爾希名譽工學博士公司