专利名称：内燃机换气阀的杆端部和气门调节器的执行元件之间的连接的制作方法
现有技术本发明涉及按照权利要求1前述部分所述的内燃机换气阀的杆端部和气门调节器的执行元件之间的连接。
从WO 99/66177中已知一种这样的连接，其具有至少两个包围杆端部的、轴向支撑在执行元件上的碗形楔件，碗形楔件的径向外圆周面呈锥形伸展，它们被至少一个锥形夹紧套管包围住，锥形夹紧套管的径向内圆周面与楔件圆锥角互补地伸展，锥形夹紧套管通过一个拧在杆端部上面的螺母在轴向被支撑在杆端部上。在楔件的径向内圆周面上具有一个啮合在杆端部径向外圆周面上的环槽内的环形凸起。执行元件由一个差动活塞构成，差动活塞根据对其相互背离的在正面的活塞面施加的压力可以在气门调节器的圆柱形壳体内上下滑动。
在一定条件下通过楔件作用和轴向已预加应力的锥形夹紧套管，楔件的每个径向内圆周面都分别准确地紧贴在换气阀的杆端部上，这样，在杆端部和支承在差动活塞上的楔件之间形成了附着摩擦连接。然后，换气阀围绕着其纵向轴线的旋转，例如对阀座的均匀磨损产生有利的影响，这个旋转只能与差动活塞一起进行。因为被差动活塞限定的、用处于压力下的液压油施加压力的压力室通过高压密封被彼此和对着周围密封，所以要克服对差动活塞旋转运动来说比较高的摩擦力。
本发明优点与此相反，内燃机换气阀的杆端部和气门调节器的执行元件之间的本发明连接的优点是，它不是通过摩擦配合，而是通过有间隙的相互啮合的凸起和凹槽的形状配合来实现，因此，允许杆端部相对于执行元件进行旋转运动。由楔件构成的楔形套管的面对杆端部的稍大直径，防止在执行元件和换气阀之间产生无旋转的摩擦连接。此外，为了通过换气阀围绕着其纵向轴线均匀旋转获得已知的优点例如在切线方向阀磨损均匀或者防止阀座沉积，执行元件不需要与换气阀一起旋转，此外，燃烧过程的火焰不总是碰到气门调节器相同的部位，因此有效地预防形成火孔。因为执行元件没有与换气阀一起旋转，所以，根据较小的摩擦力换气阀可以较轻便地旋转。
通过在从属权利要求中提出的措施可以有利地实现改进在权利要求1中说明的发明。
按照一个特别有利的措施，楔形套管的内径和换气阀杆端部的外径之间的直径差最好只有百分之几毫米。为了基本上可以形状配合地传递由执行元件对换气阀作用的拉力和压力，楔件至少具有一个在切线方向上延伸的和在其径向内圆柱形圆周面上构成的环形凸起，其中每个环形凸起都啮合在杆端部内形成的环槽里。环形凸起和环槽具有一个基本上呈半圆形的横截面。为了避免在环形凸起和环槽之间摩擦配合的卡紧作用，环槽的内半径稍微大于环形凸起的外半径。
另一个改进规定，换气阀杆从内燃机的缸盖穿过气门调节器壳体一直延伸到基本上在气门调节器壳体壁中构成的一个孔的区域内，因此，气门调节器可以作为成套预装单元首先被安装在缸盖上和紧接着通过这个孔或者在气门调节器壳体的外面形成换气阀和执行元件的连接，由于从上面可以自由接触这个孔，所以可以大大减轻安装工作。
气门调节器的执行元件最好由气门调节器套管构成，此气门调节器套管在径向有一定间距地包围换气阀杆端部，其自由端从气门调节器壳体壁内的孔伸出一段。锥形夹紧套管的径向外圆周面与气门调节器套管的径向内圆柱形圆周面准确贴合，气门调节器套管的内径在朝着缸盖的自由端的区域内通过一个台阶阶梯形地减小。从径向方向看，锥形夹紧套管被配置在楔件和气门调节器套管的自由端的径向内圆周面之间，在这里，楔件的外径朝着这个自由端锥形地逐渐缩小，锥形夹紧套管的内径锥形地扩大。为了使锥形夹紧套管支承在气门调节器套管上，设置了一个将锥形夹紧套管夹紧到楔件上的一个夹紧体，它借助于螺纹或者通过一个嵌入到气门调节器套管的径向内环槽里的安全环被支承在气门调节器套管的自由端上，因此楔件在轴向被压紧在台阶上。
不过，螺纹或者用于安全环的环槽构成了缺口，这些缺口会降低在换气阀上由高负荷交变数产生的连接的耐久性。按照另一个优选措施螺纹或者安全环最好被配置在与相互楔入的楔形套管和锥形夹紧套管在轴向间隔一定间距的区域内，这样螺纹或者用于安全环的环槽位于力流之外，没有遭受交变的力传递负荷。确切地说，螺纹或者用于安全环的环槽只受到基本上是静止的预张力的作用，此预张力通过楔件作用使楔件接合。因此，不是通过螺纹或者安全环而是通过根据相互啮合的凸起和凹槽产生形状配合实现换气阀中力的传递。
采用优选的方式，在夹紧体和锥形夹紧套管的朝向这个夹紧体的端面之间安装了一个张紧片。借此可以平衡部件出现的下沉现象和保持连接中所必要的轴向预应力。
附图附图中示出了本发明的一个实施例，并且在下面的说明中进行了详细介绍。图中示出
图1为本发明的内燃机换气阀的杆端部和气门调节器的执行元件之间的本发明连接的优选实施形式的侧向横截面示意图；图2为沿着图1的II-II线的横截面示意图；图3为图1的细节A的放大示意图；图4为本发明连接的另一个实施形式。
实施例说明由于比例原因，图1只示出了内燃机阀动装置中的一个换气阀1，通过气门调节器4的一个执行元件2操作此换气阀1，使它进行向上和向下的打开和关闭运动。
执行元件由气门调节器套管2构成，它以一定的径向间距同心地包围了换气阀1的杆6。换气阀1的杆6从一个没有示出的内燃机缸盖穿过气门调节器4的壳体8一直延伸到基本上在气门调节器壳体8的上壁 10中构成的孔12的一个范围内，并且其杆端部14最好是从这个孔中伸出一段。同样，气门调节器套管的自由端16也从孔12中伸出来和超过杆端部14一段。在由于比例原因没有示出的可液压操作的差动活塞中与气门调节器套管2连接，差动活塞2这样对气门调节器套管2作用，使它进行上下运动。
换气阀1的杆端部14和气门调节器4的套管2的自由端16之间的连接18包括两个包围换气阀1杆端部14的、轴向支承在气门调节器套管2的一个台阶20上的碗形楔件22、24，其径向外圆周面呈锥形伸展。楔件22、24被至少一个锥形夹紧套管26包围，该锥形夹紧套管26的径向内圆周面与楔件22、24的圆锥角互补地伸展，在此，从径向方向看，锥形夹紧套管26被配置在楔件22、24和气门调节器套管2的自由端16的径向内圆柱形圆周面28之间。此外，还设置了一个将锥形夹紧套管26夹紧到楔件22、24上的夹紧体30，该夹紧体30支承在气门调节器套管2的自由端16上并且最好由一个内六角螺纹件构成，该螺纹件被拧入到气门调节器套管2的内螺纹32里。楔件22、24的外径朝着夹紧体30的方向逐渐锥形地缩小，而锥形夹紧套管26的内径在这个方向锥形地扩大。在夹紧体30和锥形夹紧套管26朝向这个夹紧体的端面之间轴向地安装了一个张紧片34。通过气门调节器套管2的弹性结构也可以补偿可能出现的轴向预应力的损失。锥形夹紧套管26的径向外圆柱形圆周面36与气门调节器套管2自由端16的径向内圆柱形圆周面28准确地贴合，此气门调节器套管2的内径在楔件22、24背离夹紧体30的一侧通过台阶20阶梯形地减小。因此，锥形夹紧套管26和楔件22、24在轴向被配置在气门调节器套管的台阶20和夹紧体30之间。
在把夹紧体30拧入到气门调节器套管2中时，对锥形夹紧套管26施加了一个轴向力，由于楔件作用，锥形夹紧套管在轴向把夹紧楔件22、24夹紧在台阶20上，这样，就使夹紧楔件22、24在轴向方向与气门调节器套管2形状配合地连接。另一方面，由夹紧体30对锥形夹紧套管26施加的轴向力这么大，导致一方面在锥形夹紧套管26的径向外圆周面36和气门调节器套管2的径向内圆周面28之间和另一方面在锥形夹紧套管26相互配置的斜楔面和楔件22、24之间分别存在着附着摩擦，这样，楔件22、24另外也构成传力链地与气门调节器套管2连接。
最后，两个楔件22、24通过锥形夹紧套管26的作用在径向方向被相互夹紧。但是因为象图2所示出的那样，从切线方向看，楔件22、24相互无缝隙地和平整地连接，并且互补成一个环绕的楔形套管，其内径稍微大于换气阀1的杆端部14的外径，可以在换气阀1的杆端部14的圆周面14和楔件22、24的径向内圆周面38之间形成无摩擦配合的接触，这足够防止杆端部14相对于楔形套管22、24进行旋转运动，楔形套管22、24被气门调节器套管2通过力传递无旋转地夹紧。楔形套管22、24的内径和换气阀1杆端部14的外径之间的直径差最好是百分之几毫米。
然而，为了将气门调节器套管2的轴向运动传递给换气阀1，在楔件22、24的径向内圆周面38和换气阀1的杆端部14的径向外圆周面40上设有相互啮合的凸起42和凹槽44，这样可以产生形状配合的连接。为了能使杆端部14相对于楔件22、24进行旋转运动，凸起和凹槽42、44以很小的轴向和径向间隙相互啮合。
按照优选的实施形式，楔件22、24在其径向内圆柱形圆周面38上具有三个等距的在轴向连续配置的、分别在切线方向延伸的环形凸起42，其中每个环形凸起都啮合在在杆端部14内构成的环绕环槽44中。环形凸起42和环槽44具有一个基本上呈半圆形的横截面，在这里，环槽44的内半径最好比环形凸起42的外半径大百分之几毫米，象特别是从图3得知的那样。借此不仅形成了径向间隙，而且也形成了轴向间隙，因此再次防止了在杆端部14和楔形套管22、24之间形成附着摩擦。所以换气阀1可以相对于气门调节器套管2自由旋转，而它的上下运动通过有间隙的形状配合的连接18来传递。
按照另一个在图4中示出的实施形式，夹紧体30不是通过螺纹，而是通过一个嵌入到气门调节器套管2的径向内环槽46里的安全环48被支承，它作用在夹紧体30的上面的环形端面上。在这种情况下，借助于安装工具从上面把锥形夹紧套管26压入到气门调节器套管2中，并且通过安全环48固定。然后张紧片34可能会下落。
气门调节器套管2的轴向运动通过楔件22、24传递到换气阀1的杆6上，与螺纹32或者安全环48轴向间隔一定间距地配置此22、24。然后，螺纹32或者安全环48位于从换气阀1的杆端部14经过楔件22、24延伸到气门调节器套管2内的力流外面的一个范围内，因此，由螺纹32或者环槽46构成的缺口不会降低在换气阀上由高负荷交变数产生的连接的耐久性。
因为换气阀1的杆端部14和气门调节器套管2之间的连接位于放在缸盖上的调节器壳体8的上壁10内的孔12的范围内，所以在将气门调节器4安装到缸盖上之后可以从上面轻易地接触到。
权利要求
1.内燃机换气阀(1)的杆端部(14)和气门调节器(4)的执行元件(2)之间的连接，具有至少两个包围杆端部(14)的、支撑在执行元件(2)上的碗形楔件(22，24)，碗形楔件(22，24)的径向外圆周面呈锥形伸展，它们被至少一个锥形夹紧套管(26)包围住，锥形夹紧套管(26)的径向内圆周面与楔件(22，24)的圆锥角互补地伸展，在此，在楔件(22，24)的径向内圆周面(38)上和换气阀(1)的杆端部(14)的径向外圆周面(40)上设置了相互啮合的凸起(42)和凹槽(44)，其特征为，为了能使杆端部(14)相对于楔件(22，24)进行旋转运动，从切线方向看，楔件(22，24)相互无缝隙地连接并且互补成一个环绕的楔形套管(22，24)，其内径稍微大于换气阀(1)的杆端部(14)的外径，凸起(42)和凹槽(44)以很小的间隙相互啮合。
2.按照权利要求1所述的连接，其特征为，楔形套管(22，24)的内径和换气阀(1)的杆端部(14)的外径之间的直径差最好是百分之几毫米。
3.按照权利要求2所述的连接，其特征为，楔件(22，24)至少具有一个在切线方向上延伸的和在其径向内圆柱形圆周面(38)上构成的环形凸起(42)，其中每个环形凸起都啮合在杆端部(14)内构成的相配的环槽(44)中，以便基本上形状配合地传递由执行元件(2)作用于换气阀(1)上的拉力和压力。
4.按照权利要求3所述的连接，其特征为，环形凸起(42)和环槽(44)具有一个基本上呈半圆形的横截面，在此，环槽(44)的内半径稍微大于环形凸起(42)的外半径。
5.按照上述权利要求之一所述的连接，其特征为，换气阀(1)的杆(6)从内燃机的缸盖穿过气门调节器(4)的壳体(8)一直延伸到基本上在气门调节器壳体(8)的上壁(10)中构成的一个孔(12)的一个范围内，通过此孔在把气门调节器(4)安装在缸盖上之后可以从上面接触到这个连接(18)。
6.按照权利要求5所述的连接，其特征为，气门调节器(4)的执行元件由一个气门调节器套管(2)构成，它在径向有一定间距地包围换气阀(1)的杆端部(14)，其自由端(16)从气门调节器壳体(8)的壁(10)中的孔(12)中伸出一段。
7.按照权利要求6所述的连接，其特征为，锥形夹紧套管(26)的径向外圆周面(36)与气门调节器套管(2)的径向内圆柱形圆周面(28)平整地贴合，此气门调节器套管(2)的内径在气门调节器套管(2)的自由端(16)的范围内朝着缸盖的方向通过一个台阶(20)阶梯形地减小。
8.按照权利要求7所述的连接，其特征为，从径向方向看，锥形夹紧套管(26)被配置在楔件(22，24)和气门调节器套管(2)的径向内圆周面(28)之间，在这里，朝着气门调节器套管(2)的自由端(16)楔件(22，24)的外径锥形地逐渐缩小并且锥形夹紧套管(26)的内径锥形地缩小。
9.按照权利要求8所述的连接，其特征为，设置一个将锥形夹紧套管(26)夹紧到楔件(22，24)上的夹紧体(30)，它借助于螺纹(32)或者通过一个嵌入气门调节器套管(2)的径向内环槽(46)中的安全环(48)被支承在气门调节器套管的自由端(16)上，由此将楔件(22，24)在轴向夹紧到台阶(20)上。
10.按照权利要求8或者9所述的连接，其特征为，螺纹(32)或者安全环(48)被设置在气门调节器套管(2)的一个与相互楔入的楔件(22，24)和锥形夹紧套管(26)最好在轴向间隔一定间距的区域内。
11.按照权利要求10所述的连接，其特征为，在夹紧体(30)和锥形夹紧套管(26)的朝向这个夹紧体的端面之间设置了一个张紧片(34)。
全文摘要
本发明涉及内燃机换气阀(1)的杆端部(14)和气门调节器(4)的执行元件(2)之间的连接,具有至少两个包围杆端部(14)的、支承在执行元件(2)上的碗形楔件(22,24),碗形楔件(22,24)的径向外圆周面呈锥形伸展,它们被至少一个锥形夹紧套管(26)包围住,锥形夹紧套管(26)的径向内圆周面与楔件(22,24)的圆锥角互补地伸展,在此,在楔件(22,24)的径向内圆周面(38)上和换气阀(1)的杆端部(14)的径向外圆周面(40)上设置了相互啮合的凸起(42)和凹槽(44)。本发明预定,为了能使杆端部(14)相对于楔件(22,24)进行旋转运动,从切线方向看,楔件(22,24)相互无缝隙地连接并且互补成一个环绕的楔形套管(22,24),其内径稍微大于换气阀(1)的杆端部(14)的外径,凸起(42)和凹槽(44)以很小的间隙相互啮合。
文档编号F01L1/32GK1388851SQ01802445
公开日2003年1月1日 申请日期2001年7月20日 优先权日2000年8月17日
发明者汉斯·施伦巴赫, 赫尔曼·根斯勒, 乌多·迪尔, 卡斯滕·米施克尔, 赖纳·瓦尔特, 乌尔夫·皮施克, 安德烈亚斯·鲍曼, 胡贝特·施魏格加特, 格哈德·菲尔帕, 贝恩德·罗泽瑙, 于尔根·乌尔姆, 乌韦·哈默, 托马斯·莫肯, 塞万·塔蒂约斯扬, 于尔根·席曼, 克里斯蒂安·格罗塞, 福尔科尔·伯谢, 斯特凡·赖默尔, 西蒙·基泽 申请人:罗伯特·博施有限公司