专利名称：间隙调节器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及一种用于进气或排气阀门系统中的间隙调节器。特别地，本发明 针对一种用于间隙调节器的球保持件，所述球保持件提高了强度、且便于油流过所述间隙
调节器。
背景技术：
关于内燃机，例如柴油机也就是机车柴油机的这个领域中，公知地通过使得凸轮 旋转来促动一个发动机气缸的两个相邻阀门。如图IA所示，通常凸轮104包括一种选定的 形状，这决定着对阀门106a、b启动的正时。为了开启阀门106a、b，凸轮104旋转直到凸 轮叶(cam lobe) 108与位于摇臂112上的辊110接合为止。摇臂112继而与阀桥(valve bridge) 114接合，这导致相邻的弹簧116a、b中的张力，由此导致阀门106a、b打开。通常，当发动机加热时，阀门系统会经受热膨胀。因此，如果阀门挺杆120a、b热膨 胀并且伸长，阀门106a、b就不能完全关闭。因为，阀门系统的构件在整个循环中都暴露在 一个温度范围内，所以，必须有一种对阀门挺杆120a、b的长度进行自调节的装置。间隙调 节器提供这种可调性，从而使得无论什么时候甚至当热膨胀发生时，在阀桥114与阀门挺 杆120a、b之间为零间隙，从而使得阀门工作。间隙调节器可以进一步调节发动机中的磨损 或其它偏差，以在阀桥114与阀门挺杆120a、b之间提供零间隙。一种类型的间隙调节器是液压间隙调节器。图IA示出了现有技术中含有压力驱 动止回阀的液压间隙调节器的一个示例，并在图IB中更具体地示出。这种现有技术阀门 系统通常包括两个液压间隙调节器102a、b，它们被容纳在阀桥114的相对两端附近的插座 122a、b内，以与阀门挺杆120a、b的端面接合。间隙调节器插座122a、b通常形成在阀桥114 的跨臂部分的外部远端处，并且间隙调节器102a、b传统情况下被压配合在这些插座122a、 b中的每个内。在工作过程中，当阀门106a、b开始打开时，一个力跨间隙调节器102a、b上而施 加。如图IB所示，对于间隙调节器102a，来自阀门106a的力促使少量的油流过球保持件 126内的一个孔124。少量的油流经介于球130与球保持件126之间的间隙128并流出孔 124。由于球130和球保持件126之间的间隙128狭小，油不能足够快速地流过球130来阻 止间隙调节器102a的腔体132内的压力增长。当该压力变得大于阀桥114内的供给压力 时，球113被推压向上，直到它接触到间隙调节器102a的壳体内的球座134、并且密封住孔 124。当阀106a打开时，一个力维持着横跨在间隙调节器102a上，从而维持内部压力，促使 球130抵住球座134，并且，阻止油从孔124流出。通常地，对于与阀门106b接合的间隙调 节器102b设置一种类同的间隙调节器布置。但是，这些现有技术的间隙调节器102a、b布置是动作缓慢的。因此，本发明的一个方面在于快速动作并且便于油流过系统。参照图2A至C，为了克服如图IA和IB中所示的系统的动作缓慢的特性，已产生 了一种冲压金属球保持件226。在该现有技术的阀门系统中，当发动机阀门206a，b被关闭 时，间隙调节器202a、b在它们的正常关闭位置。更具体地，关于间隙调节器202a如图2B 所示(对应于图2A中的阀门206a)，在正常的关闭位置，球230被球弹簧238保持成抵靠着 加工于间隙调节器的壳体236内的球座234中。当阀门206a是打开时，一个力维持跨越在 间隙调节器202a上，从而维持内部压力；并在球弹簧238作用下，促使球230抵住球座234 以防止油从孔224中流出。在这期间，少量油被迫推压通过介于柱塞242与壳体236之间的 非常小的间隙240而从腔体232中流出。当阀门206a返回至其阀门座时，横跨间隙调节器 202a上的力得到释放，并且腔体232内的压力下降。当压力变得小于在量上与球弹簧238 的压力成正比的供给压力时，球230从球座234稍微分离、并且允许油经由限定在球保持件 226 (如图2D所示)中的孔242a、b，c来流经球座234并进入腔体232中。同时，阀桥214 在大的阀桥弹簧的影响下抵靠住摇臂212 ；这允许柱塞242在柱塞弹簧244的作用下向上 运动，导致腔体压力降低至外部压力以下，且允许油流入腔体232直到压力平衡。通常地， 对于与阀门206b相接合的间隙调节器218b设置一种类同的间隙调节器布置。然而，图2A-D中的冲压金属球保持件包括一种通常较薄的侧壁。例如，冲压金属 球保持件的侧壁厚度通常大约为0. 014英寸。同样，高应力区域248位于球保持件226的 底部与壳体236的底部相接合的位置(如图2B所示)。因此，本发明的一个方面在于增强 球保持件以避免存在脆弱的高应力区域。本发明的优选实施例，包括它们的特征组合的这些和其它的预期益处将会从下面 的描述中变得显而易见。然而，应当理解，在没有达到每个或任意一个这些预期益处、包括 从接下来的描述中搜集的那些益处的情况下，一个过程或布置仍然适用于所主张保护的本 发明。附加权利要求而非这些预期的效果限定了发明的主题。任何和所有的益处来自本发 明的多个实施例，通常并不必需来自本发明。
发明内容
本发明涉及一种间隙调节器，特别是一种机械加工的球保持件。间隙调节器包括 在其中限定有一个孔的壳体。壳体通常容纳有柱塞和球保持件。球保持件具有一般成锥形 的室用来使球置于所述壳体的底部附近。球保持件的室具有外部和内部肩台。外部肩台位 于室的顶部附近，且用于经由柱塞弹簧而与柱塞接合。内部肩台位于室内、并且靠近着形成 在所述壳体底部中的孔，且用于与球弹簧接合，所述球弹簧使球置于室内。室在它的底部附 近具有至少一个孔，且有一个在其顶部附近形成的附加孔。下面记载的描述使本领域普通技术人员能够制造且使用本发明，且给出了本专利 申请及其要求的内容。对这里所描述的优选实施例和一般原理以及特征的各种修改将会是 对于本领域技术人员而言显而易见的。因此，本发明并不意欲局限于所给的实施例，而是与 这里所描述的原理和特征一致的最大范围相符。
图IA是具有液压间隙调节器的现有技术阀门机构系统的横截面视图IB是图IA中的阀门机构系统的现有技术阀桥组件的另一横截面视图；图2A是包括一种具有冲压金属球保持件的间隙调节器的另一个现有技术阀门系 统的截面视图；图2B是图2A中的具有冲压金属球保持件的间隙调节器的横截面视图；图2C是用于图2B中的间隙调节器的冲压金属球保持件的横截面视图；图2D是图2C中的球保持件的俯视图；图3A是包含本发明的间隙调节器的阀门机构系统的横截面视图；图3B是图3A中的本发明间隙调节器的横截面视图；图3C是图3B中的本发明球保持件的俯视图；图3D是图3C中的本发明球保持件的A-A处截面视图；图4是根据本发明另一方面的球保持件的另一实施例的横截面视图；图5是根据本发明另一方面的球保持件的再一实施例的横截面视图。
具体实施例方式本发明一般涉及一种用于排气阀门系统的间隙调节器。具体地，本发明针对了一 种提高强度、且便于油流过间隙调节器的球保持件。图3A-D示出了包括球保持件的本发明的间隙调节器302a、b，所述球保持件可以 替代图2A-C中的冲压金属球保持件226a、b。更具体地，在图3B中，新的间隙调节器302包 括了在底部中具有至少一个孔324的壳体336。柱塞342被置于壳体336之中。球保持件 326位于间隙调节器302内，其具有一般成锥形的室351用于保持使球330靠近壳体336的 底部。球保持件326的壁具有大约为0. 050至大约0. 080英寸的厚度，优选地大约0. 068 英寸。根据本发明的一个方面，球保持件可以由实心钢加工而成，但是球保持件也可以被模 塑，冲压等，并且除了钢，也可以由其它合适的材料构成。如图3B和3D具体所示，球保持件326的室351在其顶部附近包括一种外部肩台 346，用于经由柱塞弹簧344来与柱塞342接合。室351还包括用于与球弹簧338接合的内 部肩台348，这使得球330位于室351内、且靠近着形成在间隙调节器302的壳体336底部 中的孔324。外部和内部肩台346，348提高了球保持件326的强度。为了便于油流过间隙 调节器302a，室351进一步包括靠近它的底部附近的至少一个孔350a、b以及靠近它的顶 部附近的至少一个孔352。现在返回参照图3A和3B，在工作过程中，当发动机的阀门306a、b被关闭时，间隙 调节器302a、b位于它们的正常关闭状态。更具体地，示出了关于间隙调节器302a和阀门 306a,球330被球弹簧338保持成抵靠在壳体336的底部中所限定的球座334上，从而密封 住壳体336底部中的孔324。当阀门306a被打开时，一个力维持着跨越作用在间隙调节器 302a上，这继而维持了内部压力，且通过球弹簧338动作，促使球330抵住球座334以防止 油流出靠近壳体336底部所限定的孔324。在这时期，少量油被推压通过介于柱塞342和壳体336之间的很小的间隙340而 流出腔体332。当阀门306a返回至其阀座时，跨越过间隙调节器302的力得以被释放，且腔 体332内的压力下降。当压力变得小于在量上正比于源自球弹簧338的弹力的供给压力时， 球330稍微从球座334分离开且允许油流过球座334并且进入腔体332。同时，阀桥314在大的阀桥弹簧316a的影响下被保持为抵靠在摇臂312上，这允许柱塞342在柱塞弹簧344 的作用下向下移动，促使室332内的压力下降至低于外面的压力、并且允许油流入腔体332 直至压力平衡。通常地，与阀门306b相接合的间隙调节器302b可设置成一种类同的间隙 调节器布置。结果，本发明间隙调节器布置通过提高强度，使油便于流动，提供热膨胀余量 (lenience for thermal expansion)而克服了现有技术中面临的问题。上面记载的描述使一个本领域普通技术人员能够制造并使用本发明，并且给出了 本专利申请及其要求的内容。对于本领域技术人员而言，对这里所述的优选实施例和一般 原理以及特征的各种修改将是显而易见的。因此，本发明并不意欲局限于所示的实施例，而 是与这里所描述的原理和特征一致的最大范围相符。在保持它的效率的同时，能对本发明间隙调节器做出改变。例如，在图3C中示出 了四个孔350a、b、c、d被限定在球保持件326的室351的底部附近。这些孔可以是任何形 状或尺寸而且在任何位置。根据另一实施例，图4中示出了另一个球保持件426，其中在其 顶部附近没有限定出孔。替换地，示出了孔450a、b、c被限定在球保持件426的室351的底 部附近。但是在再一个实施例中，如图5所示，球保持件526在其底部附近没有限定出孔。 替换地，在其顶部附近限定有孔552。本发明已经依照给出的实施例进行说明，且本领域普通技术人员能容易知晓对实 施例可进行的改变，且任何改变都在本发明的精神和范围内。从而，在不偏离附加权利要求 的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员能够做出多种修改。
权利要求
一种间隙调节器，包括壳体，具有在其中限定出一个孔的底部，柱塞，置于所述壳体之中，球保持件，具有一般呈锥形的室用于使球保持在所述壳体的底部附近，所述球保持件的室在它的顶部附近具有经由柱塞弹簧而与所述柱塞接合的外部肩台，还包括与球弹簧接合的内部肩台，所述球弹簧使得球位于所述室内且靠近着形成在所述壳体底部的孔，和所述室进一步限定出在它的底部附近的至少一个孔和形成在它的顶部附近的一个附加孔。
2.如权利要求1所述的间隙调节器，其中壳体进一步包括有位于孔周围的座，从而使 得当所述球与该孔接合时，在它们之间形成密封。
3.如权利要求1所述的间隙调节器，其中球保持件由机械加工金属组成。
4.如权利要求1所述的间隙调节器，其中所述壳体的室进一步包括容纳油的腔体。
5.一种间隙调节器，包括壳体，具有其中限定出一个孔的底部， 柱塞，置于所述壳体之中，和球保持件，置于所述壳体的底部附近，所述球保持件具有内部肩台用于经由球弹簧与 球接合，所述球保持件进一步包括有在其顶部附近的至少一个孔。
6.如权利要求5所述的间隙调节器，其中壳体进一步包括有位于孔周围的座，从而使 得当球与该孔接合时，在它们之间形成密封。
7.权利要求5所述的间隙调节器，其中球保持件由机械加工金属组成。
8.如权利要求5所述的间隙调节器，其中所述壳体的室进一步包括容纳油的腔体。
9.一种间隙调节器，包括壳体，具有其中限定出一个孔的底部， 柱塞，置于所述壳体之中，和一般呈锥形的球保持件，置于壳体的底部附近，所述球保持件在它的顶部附近具有经 由柱塞弹簧与所述柱塞接合的外部肩台，并进一步包括限定在它的底部中的一个孔。
10.如权利要求9所述的间隙调节器，其中壳体进一步包括有位于孔周围的座，从而使 得当球与该孔接合时，在它们之间形成密封。
11.如权利要求9所述的间隙调机器，其中球保持件由机械加工金属组成。
12.如权利要求9所述的间隙调机器，其中所述壳体的室进一步包括容纳油的腔体。
13.—种用在间隙调节器中的球保持件，包括具有底部的壳体和置于所述壳体之中 的柱塞，所述底部内形成一个孔，所述球保持件包括一般呈锥形的室，用于使球保持在限定于间隙调节器底部中的孔的附近， 在外部置于室的顶部附近的肩台，用于经由柱塞弹簧与所述柱塞接合，和 与球弹簧内结合的肩台，用于使所述球靠近着限定于所述壳体的底部中的孔而放置。
14.一种间隙调节器，包括壳体，其内限定出用于容纳油的腔体，所述壳体具有其中限定出一个孔的底部，还具有 用于与柱塞接合的内部侧壁，柱塞，位于所述壳体之中且具有用于接合的外部侧壁，球保持件，具有一般呈锥形的室用于使球保持在所述壳体底部附近，所述球保持件的 室具有在其顶部附近的外部肩台用于经由柱塞弹簧来启动所述柱塞，并包括用于与球弹簧 结合的内部肩台，所述球弹簧使球置于室内且靠近形成在所述壳体的底部中的孔，和其中，当所述柱塞接合时，球被放置使得它密封着壳体内的孔来阻止油从其中流出， 但是允许油经由介于柱塞与壳体之间的接合而从所述壳体流出，且其中当所述柱塞不接合 时，球被放置成使得孔被打开以允许油从该处流动通过，所述室进一步在其底部附近限定 出至少一个孔以便于油从其流动通过、并限定出一个在其顶部附近形成的附加孔以便于油 从其流动通过。
全文摘要
本发明涉及一种间隙调节器，包括具有一般锥形的室的球保持件，用于使球置于所述间隙调节器的壳体底部附近。所述室具有内部肩台和外部肩台用于分别接合柱塞弹簧和球弹簧。室可以进一步在它的顶部附近和底部附近分别限定至少一个孔以便于油流过间隙调节器。
文档编号F01L1/24GK101939511SQ200980104641
公开日2011年1月5日 申请日期2009年2月6日 优先权日2008年2月8日
发明者R·麦维卡 申请人:电动内燃机公司