CN101279440A - 气动挺杆调节工具 - Google Patents

Abstract

一种用于调节内燃机气门致动系统中的挺杆间隙的工具，包括由气动螺丝刀驱动的螺钉调节部分。提供给螺丝刀的气动动力调节成使得螺丝刀将螺钉定位成产生期望的偏压力。螺丝刀刀头穿过转矩限制扳手的头部，该转矩限制扳手用于松开和拧紧紧固挺杆调节螺钉的锁紧螺母。该工具还具有气动驱动的夹持机构，该夹持机构将螺丝刀刀头保持在适当的位置，并且当锁紧螺母被拧紧时防止挺杆调节螺钉的无意移动。

Description

气动挺杆调节工具

技术领域

本发明一般而言涉及挺杆螺钉的设置，例如那些用来调节内燃机中气门致动的挺杆螺钉，更具体地，本发明涉及一种用于在与紧固挺杆螺钉的锁紧螺母接合的同时调节挺杆螺钉的工具。

背景技术

内燃机的气门致动系统通常使用摇臂来打开气门。对每个气门结合使用一个摇臂。每个摇臂的一端与凸轮轴接合，而另一端与气门杆的上端接触以操作气门。摇臂与气门杆接合，以使气门杆轴向移动成与气门弹簧相对，从而打开气门。随着摇臂移动离开，弹簧推动气门使其再次关闭。因此，随着凸轮轴旋转，摇臂来回移动，从而打开气门并且使得气门关闭。

摇臂的与气门杆接合的端部具有与气门杆接合的挺杆调节螺钉或挺杆。挺杆调节螺钉具有非常细的螺距，使得它能够相对与气门杆的该端精确地定位。挺杆螺钉的位置由位于与摇臂的上表面相邻的螺钉的顶端上的锁紧螺母紧固。挺杆间隙是挺杆螺钉的底端和气门的上端之间的距离。正确设置挺杆与气门杆之间的间隙使得气门适当工作是重要的。一旦设置了该挺杆间隙，则挺杆螺母紧固在摇臂上，从而防止了挺杆调节螺钉的进一步旋转。通常，挺杆间隙的设置是发动机装配中的最后步骤之一，并利用安装在汽缸体上的汽缸盖来进行设置。

用于手动调节挺杆螺钉的各种方法和设备是本领域公知的。当使用这些设备时，一般惯例是当发动机在装配线上行进时，装配工跟着发动机沿装配线走动并手动调节挺杆间隙。根据一种常规方法，以适当的角度方位放置曲轴或凸轮，将测隙规插入曲轴和摇臂之间。然后朝气门杆旋转或调节挺杆螺钉。继续旋转挺杆螺钉，直到气门弹簧对挺杆螺钉施加预定值的偏压力。这种方法需要旋转挺杆螺钉的设备，操作此设备直到所述偏压力或载荷使得当测隙规测量到预定的气门弹簧弹力时，挺杆螺钉不发生进一步旋转。然后使用扳手来紧固螺母，以将挺杆螺钉保持在精确的期望位置。通常使用扭矩扳手将螺母精确地拧到预期量。这种手动方法需要定位测隙规，调节挺杆螺钉，然后在不干涉挺杆调节螺钉位置的情况下拧紧螺母。精确完成所有这些动作通常是困难的，而且通常难以使所有需要的工具位于合适的位置。

已经开发出了各种便于挺杆间隙设置的设备。例如，美国专利No.6345436中的工具提供了一种用于将螺钉旋向或旋离气门的构件和用于测量螺钉上的力使其能够精确定位的装置的组合。美国专利No.6450072公开了一种工具，其中挺杆螺钉通过用手操作的设备利用用于松开和拧紧锁紧螺母的扭矩扳手进行调节，该用手操作的设备不施加大于预定扭矩极限的扭矩。通过使用离合器机构来实现适当量的转矩。这种工具需要操作者对所述的适当量转矩具有合适的感觉。由于超过指定的由所述离合器机构发出的卡搭声的数目，或者由于转动工具过快，或者由于对手柄上施加了过大的力，或者由于旋转工具不足以与离合器机构接合，所以操作者可能会超出转矩的设置。如果未对螺钉施加合适的转矩，则间隙将被不恰当地设置。此外，该工具需要具有人机工程学缺点的重复性动作。

尽管这些设备的操作可基本令人满意，但是它们需要专门的技术才能恰当操作。设置精确的挺杆间隙仍需要操作者的技能，并且出错的可能性相当高。全自动的设备可以购得，但是它们很大并且难以搬运。这些全自动设备的购买和维护也很昂贵。

在紧固锁紧螺母时使用现有机械保持挺杆螺钉处于精确位置也是困难的。如果在紧固螺母时挺杆螺钉从其设置位置发生了移动，那么将不能精确设定挺杆间隙。

发明内容

本发明提供一种用于设置挺杆间隙的独特工具以及一种用于设置挺杆间隙的方法。根据本发明，能够使用容易搬运并且相对易于操作的工具容易而精确地将挺杆螺钉设置到期望的间隙。

本发明的挺杆调节工具包括扭矩扳手和延伸穿过该述扭矩扳手的插口的螺丝刀，该扭矩扳手用于松开和拧紧锁紧螺母，螺丝刀用于当锁紧螺母松开时将挺杆螺钉定位在期望的位置，并且螺丝刀和扭矩扳手都设置在单个工具中，使得挺杆螺钉和锁紧螺母能够同时接合。

本发明的挺杆调节工具中的螺丝刀是通过气动马达由空气提供动力的，该气动马达包括设计成在预定的期望转矩处关闭工具的弹簧离合器机构。这使得挺杆螺钉被旋转并且调节到合适位置，直至气门弹簧的预期反作用力使螺钉精确地处于期望位置。挺杆螺钉的设置是自动执行的，无需对转矩的恰当量具有正确感觉的操作者的技能。它还使操作者由于将挺杆螺钉旋转地过远或不够远而超出转矩设置的可能性最小。

为了确保当拧紧锁紧螺母时挺杆螺钉的设置不受干扰，本发明的挺杆调节工具包括保持螺丝刀刀头精确地处于其停止处的位置的夹持机构。当螺丝刀脱开时，夹持机构自动启动，确保挺杆螺钉不移动，并且在不干扰挺杆螺钉位置的情况下允许通过工具的扭矩扳手部分拧紧锁紧螺母。

本发明的挺杆调节工具具有人机工程设计，使得该工具易于为操作者运用，螺丝刀部分在一个手中，转矩螺钉部分的操作在另一支手中，并允许两部分以反复的方式舒适操作。

本发明的用于调节带螺纹的挺杆螺钉相对于弹簧偏压气门的位置的工具提供了这些和其它优点，挺杆螺钉通过锁紧螺母在螺钉上的接合被选择性地锁定在位。该工具包括扳手部分、用于旋转插口的手柄、以及离合器机构，其中扳手部分具有适于与锁紧螺母接合的插口，离合器机构用于当遇到预定的转矩级时防止由手柄引起插口进一步旋转。该工具还包括延伸通过插口的刀头。该刀头可与挺杆螺钉接合，用于将挺杆螺钉旋向或旋离气门。该工具还包括动力旋转驱动器，该动力旋转驱动器连接到刀头，以使刀头旋转并使挺杆螺钉移向和移离气门杆。螺丝刀在遇到预定转矩时停止转动。

附图说明

参照下面的说明和附图，本发明的这些和其它特征将变得明显，其中：

图1是本发明的挺杆调节工具的侧向正视图；

图2是沿图1的线2-2截取的侧向正视图，其中插口处于上部位置；

图3是类似于图2的侧向正视图，其中所示插口处于下部位置；

图4是沿图1的线4-4截取的剖视图，显示了处于启动或夹持位置的夹持机构；

图5是类似于图4的视图，但显示了处于未启动或非夹持位置的夹持机构。

具体实施方式

现在将根据其优选实施例对本发明进行描述。参照附图的说明意在简化本发明的说明，并不意欲限制本发明的范围。

参照图1-3，示出了挺杆调节工具10。该工具包括用于定位挺杆调节螺钉的螺钉调节部分11，以及用于拧紧和松开锁紧螺母以阻止或允许挺杆调节螺钉的定位的锁紧螺母接合部分12。

螺钉调节部分包括由安装在基部14的顶部上的气动螺丝刀13。螺丝刀13具有带有弹簧离合器机构的气动马达，该弹簧离合器机构设计用于在预定的期望转矩处关闭工具。中空细长套筒15从基部的底部延伸。细长的刀头16连接到螺丝刀13的驱动部。刀头16延伸穿过套筒15。刀头16的底部设有平头螺钉接合端17，平头螺钉接合端17用于与形成在挺杆调节螺钉18的顶部中的槽口接合(图3)。

锁紧螺母接合部分12通常类似扭矩扳手，并包括配合在套筒15上的头部19、连接到头部的底端的插口20、以及连接到插口的顶部的手柄21。插口20通过固定螺钉22固定到所述头的底部。插口20的底部具有设计用于与锁紧螺母24接合的六角扳手开口23。头部19可沿套筒15纵向滑动，使得头部可如图3中所示向上移动，以便于螺钉18上的驱动刀头16的设置，然后向下移动到图2中所示的位置，以使得插口20与锁紧螺母24接合。圆柱形的PTFE轴衬25优选设置在套筒15的外部和头部19的内部之间，以便于头部沿套筒的移动。

锁紧螺母接合部分的头部19与螺丝刀上的刀头16同轴设置，使得刀头能够不受干扰地延伸穿过扳手插口20，并且由此允许刀头的正向和反向旋转，以精确地将挺杆螺钉18的位置向上或向下调节到精确的期望位置。

控制箱26安装在螺丝刀13的上端上。控制箱26包括用于连接到向工具提供气压的管线28的配件27。它还包括用于连接到管线30的配件29，管线30提供气压以沿正向驱动螺丝刀13；以及用于连接到管线32的配件31，管线32提供气压以沿反向驱动螺丝刀13。三通杆阀33位于控制箱26内部，以控制供给到螺丝刀13的气压。

如图2中所示，两个控制按钮34和35从控制箱26延伸。第一控制按钮34连接到控制箱26中的阀33，以启动阀提供气压，从而沿正向驱动螺丝刀13。当启动控制按钮34时，它移动阀33以将管线30连接到气动供给管线28，从而使螺丝刀13当从上方看时沿正向或顺时针方向旋转，使得挺杆调节螺钉18被向下驱动。连接第二控制按钮35以启动控制箱26中的阀33，使得阀供给气压沿反向驱动螺丝刀13。当启动控制按钮35时，它移动阀33以将管线32连接到气动供给管线28，从而使螺丝刀13当从上方看时沿反向或逆时针方向旋转，使得挺杆调节螺钉18向上移动。优选地，控制按钮34和35是不同颜色的；例如，正向按钮34是绿色的，而反向按钮35是红色的。

在使用夹持机构36夹紧锁紧螺母24的期间，将调节器驱动刀头16保持在适当的位置。参照图4，夹持机构36包括安装在基部14内的气动操控的平行夹持致动器37。致动器37连接到气动管线38，并被弹簧偏压到打开位置。当接收到气压时，致动器37操作成关闭，当没有压力时，致动器37打开。一对夹爪39和40从刀头16的每侧上的致动器37延伸。夹爪延伸部41和42安装在夹爪39和40的每一个上，并且每个所述夹爪延伸部构造成提供与刀头16的外周的最大接触。

来自夹持机构36的气动管线38通过控制箱26上的配件43连接到控制阀33。阀33设置成使得当控制按钮34和35都没有启动且阀处于静止位置时，通过管线38向夹持机构36供给气压以关闭夹爪39和40，并保持螺丝刀刀头16稳固地处于其当前位置。当启动控制按钮34或35以移动阀33的位置并向螺丝刀13提供气压、使螺丝刀刀头16沿任一方向旋转时，切断到夹持机构36的气压，并且打开夹爪39和40以允许螺丝刀刀头旋转。

因此，当将挺杆调节螺钉18设置在精确的期望位置时，通过管线38向致动器37提供气压以使夹爪39和40闭合在一起并保持刀头16精确地处于如下位置，在此位置处，刀头保持挺杆调节螺钉处于期望的设置。当夹持机构36保持刀头16时，可使用锁紧螺母接合部分12拧紧锁紧螺母24以将螺钉18紧固在此位置。

来自夹持机构36的气控管线38与来自夹持机构36的螺丝刀13并排地延伸到控制箱26。管线38受到与螺丝刀13平行地延伸的插口44的保护。螺丝刀13和插口44的外部共同提供了这样的装置，通过此装置，操作者能够容易地抓握工具。

在本发明的挺杆调节工具10的操作中，操作者定位挺杆锁紧螺母24，将工具定位在螺母上，使得插口20与螺母接合。然后操作者将衬垫放置在气门杆和挺杆调节螺钉的末端之间，衬垫的尺寸取决于期望的间隙。在将工具的螺丝刀部分保持在左手中的同时，操作者使用右手握住手柄21以旋转套筒20并松开锁紧螺母。这使得挺杆调节螺钉18自由地旋转。然后操作者通过启动控制按钮34触发气动螺丝刀13的向前移动。螺丝刀13一直前进，直到它遇到转矩切断点，这表明挺杆调节螺钉18精确地处于用于期望挺杆间隙的恰当位置。当出现这种情况时，供给到螺丝刀13的调节气压将不足以进一步驱动螺丝刀，并且螺丝刀将停在期望位置。然后操作者通过驱动夹持机构36的控制按钮34来夹紧驱动刀头16，并关闭螺丝刀13。接着操作者使用手柄21来旋转插口20，并且在通过夹持螺丝刀部分保持工具的同时手动地将锁紧螺母24锁定在适当的位置。扳手12中的离合器机构将限制施加到锁紧螺母的转矩量，以便将锁紧螺母拧到适当的紧度。将工具从锁紧螺母上取下，挺杆间隙得以设置。

如果必须能够使挺杆螺钉回到上面而对它重新设置，则工具10可如前所述那样重新定位，并且松开锁紧螺母，操作者启动另一控制按钮35，以反向驱动螺丝刀13并使挺杆螺钉18移到可使用上述程序进行重新设置的位置。

尽管此处已经使用特定的实施例对本发明进行了说明，但是很明显，在不偏离本发明的范围和精神的情况下，本发明能够进行大量修改、替换以及部件的重新布置。因此，本发明不限于此前所述的特定优选实施例，而是仅仅由所附的权利要求限定。

Claims (12)

1.一种用于调节带螺纹的挺杆螺钉相对于弹簧偏压气门的位置的工具，通过锁紧螺母在所述螺钉上的接合，所述挺杆螺钉被选择性地锁定在适当的位置，其中，所述工具包括：

扳手部分，所述扳手部分具有适于与所述锁紧螺母接合的插口、用于旋转所述插口的手柄、以及离合器机构，所述离合器机构用于当所述插口遇到预定的转矩级时防止通过手柄使所述插口进一步旋转；

刀头，所述刀头延伸通过所述插口，所述刀头可与挺杆螺钉接合，用于将所述挺杆螺钉旋向或旋离所述气门；以及

动力旋转驱动器，所述动力旋转驱动器连接到所述刀头以使所述刀头旋转，用于使所述螺钉移向和移离气门，所述驱动器在遇到预定的转矩级时停止旋转。

2.如权利要求1所述的工具，还包括动力夹持机构，所述动力夹持机构能够与所述刀头接合，以当使用所述扳手部分拧紧所述锁紧螺母时将所述刀头保持在固定位置。

3.如权利要求2所述的工具，其中，所述动力夹持机构靠压缩空气提供动力。

4.如权利要求1所述的工具，其中，所述动力旋转驱动器是气动螺丝刀。

5.一种用于调节带螺纹的挺杆螺钉相对于弹簧偏压气门的位置的工具，通过锁紧螺母在所述螺钉上的接合，所述挺杆螺钉被选择性地锁定在适当的位置，其中，所述工具包括：

扳手部分，所述扳手部分具有适于与所述锁紧螺母接合的插口、用于旋转所述插口的手柄、以及离合器机构，所述离合器机构用于当所述插口遇到预定的转矩级时防止通过手柄使所述插口进一步旋转；

刀头，所述刀头延伸通过所述插口，所述刀头可与所述挺杆螺钉接合，用于将所述挺杆螺钉旋向或旋离所述气门；

动力旋转驱动器，所述动力旋转驱动器连接到所述刀头以使所述刀头旋转，用于使所述螺钉移向和移离所述气门，所述驱动器在遇到预定的转矩级时停止旋转；以及

夹持机构，其中，可选择性地启动和停用所述夹持机构，以便夹持所述刀头并由此防止所述刀头旋转，或者释放所述刀头并由此允许所述刀头旋转。

6.如权利要求5所述的工具，其中，所述夹持机构在所述动力旋转驱动器的动力操作时自动停用，并且在所述动力旋转驱动器不被驱动时自动启动。

7.如权利要求6所述的工具，其中，所述夹持机构靠压缩空气提供动力。

8.如权利要求7所述的工具，其中，所述动力旋转驱动器是气动螺丝刀。

9.如权利要求9所述的工具，还包括多位置阀，其中，所述阀适于向所述动力旋转驱动器或向所述夹持机构提供加压空气。

10.一种用于调节带螺纹的挺杆螺钉相对于弹簧偏压气门的位置的方法，通过锁紧螺母在所述螺钉上的接合，所述挺杆螺钉被选择性地锁定在适当的位置，所述方法包括如下步骤：

提供一种工具，所述工具包括：

扳手部分，所述扳手部分具有适于与所述锁紧螺母接合的插口、用于旋转所述插口的手柄、以及离合器机构，所述离合器机构用于当所述插口遇到第一预定转矩时防止通过手柄使所述插口进一步旋转；

刀头，所述刀头延伸通过所述插口，所述刀头可与所述挺杆螺钉接合，用于将所述挺杆螺钉旋向或旋离所述气门；

动力旋转驱动器，所述动力旋转驱动器连接到所述刀头以使所述刀头旋转，用于使所述螺钉移向和移离气门，所述驱动器在遇到第二预定转矩时停止旋转；以及

夹持机构，其中，可选择性地启动和停用所述夹持机构，以便夹持所述刀头并由此防止所述刀头旋转，或者释放所述刀头并由此允许所述刀头旋转；

将所述刀头与所述挺杆螺钉接合；

操作所述动力旋转驱动器以将所述挺杆螺钉移向所述气门；

当遇到所述第二预定转矩时停止所述动力旋转驱动器的操作；

启动所述夹持机构以保持所述刀头；以及

用所述扳手部分拧紧所述锁紧螺母，直到遇到所述第一预定转矩。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述工具是气动操作的，并且所述工具包括多位置阀，其中，所述阀适于向所述动力旋转驱动器或向所述夹持机构提供加压空气，并且其中当遇到所述第二预定转矩时，加压空气的供给自动从所述动力旋转驱动器转换到所述夹持机构，从而启动所述夹持机构。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述操作步骤包括停用所述夹持机构的另外步骤。

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