CN1046336C - 阀导向插件及成形和安装方法及安装工具 - Google Patents

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Abstract

一种为内燃机阀导向孔加衬的薄壁阀导向插件，包括带有锥状插入部分的相对端部。锥状插入部分限定了一减小的外径以便于将插件装入带直角开口的阀导向孔内，并还限定了一减小的内径以便沿其长度保持插件具有一致的壁厚。在最佳实施例中，插件由0.018英寸厚的磷青铜材料制成，并沿其长度包括一狭缝。插件沿狭缝可弹性地张开并可径向地压缩以便可以压配合状态插入阀导向孔内。同时公开了一种将插件插入阀导向孔的工具及成形插件的方法。

Description

阀导向插件及成形和安装方法及安装工具
本发明涉及阀导向插件，还涉及阀导向插件的成形及安装方法及安装工具。
内燃机上的阀导向装置在长期使用中会磨损。当阀导向装置是机加工在缸盖(由铸铁铸成或其它非耐用材料制成)上时尤为如此。业已发展了这类技术，即给磨损的导向装置铰孔并将一由磷青铜或类似材料制成的薄壁管形件插入加工出的孔以修整导向装置。
向James Kammeraad颁布的美国专利3,828,756首先公开了这一技术，并转让给了本发明的受让人。该技术包括从一磷青铜材料片材成形一带狭缝的管形插件并将插件压配合进铰出的阀导向孔内。适当地决定管形件的尺寸，这样当插件装入阀导向孔内时狭缝大致闭合。然后迫使一工具向下推插件以加工金属以进一步密封狭缝并且同时形成插件的与阀杆接触的表面。在某些插件中，在与阀杆接触的表面上形成有螺旋槽以便提供一通道，从而把润滑油供给到往复运动的阀杆的表面上。
也向James Kammeraad颁布的并转让给本发明受让人的美国专利4,768,479公开了此插件的一种改进。该专利教导在薄壁插件的内表面上形成一系列不连续的螺旋槽。这些槽用作储油槽，为往复运动的阀杆提供润滑油。这些槽的不连续性防止了油经插件流入燃烧室的任何趋势。
由于阀导向衬或插件提供了改善的耐久性，提供了发动机工作期间改善的热传导，并也由于在磨损的阀导向装置上重新加工孔期间从发动机缸盖上只需切除较少的材料，所以采用薄壁的磷青铜阀导向衬或插件从八十年代早期到中期开始已日益普遍。薄壁磷青铜插件的使用也如此成功，事实上，现在它们在工厂中正被安装在生产发动机上以增加阀导向装置的可靠性。
与采用这些薄壁阀导向插件相关的一个问题是在安装期间断裂或变形的趋势。这种趋势不仅存在于插件的前端(最开始被插入阀导向孔)，也存在于后端，这是因为驱动力即施加于后端上。插件越薄，安装者面临的问题越大。插件内表面上的不连续螺旋槽(上述美国专利4,768,479的主题)使这一趋势更为恶化，这是因为这些槽是通过切除材料产生的，这就进一步削弱了侧壁。
克服这种断裂或变形的趋势的传统方法是首先将插件封装在具有漏斗形开口的安装套筒内，通过该开口初步地推动插件以径向地挤压它。然后插件进入安装套筒内的内径等于安装插件之阀导向孔内径的部分。然后将安装套筒置于阀导向孔上并与其对准，并采用一种冲头状工具迫使插件从套筒进入阀导向孔内。冲头状工具带有一前部心轴或导向轴，其外径接近等于压缩后插件的内径。与心轴作成一体并轴向对准的工具驱动部分带有一周向的驱动肩部，它以直角从心轴张开并且其外径略小于挤压后插件的外径和阀导向孔的内径。见美国专利3,828,756的图4。心轴和安装套筒抑制了插件在驱动肩部之力的作用下断裂。此安装方法尽管有效，但较为耗时并要求操作者特别注意要保证安装套筒直接叠置在阀导向孔上。另一现有技术的方法是给阀导向孔开口倒角，以提供一漏斗形表面，从而在安装期间将薄壁插件导向阀导向孔。倒角孔已经与美国专利3,828,756讨论的安装套筒结合使用，在此情况下该倒角只起减小注意程度的作用，否则要注意保证将安装套筒直接叠置在阀导向孔上。见Hungary的专利公报53831,1989年5月16日递交。倒角孔也已经与只压缩插件顶端或驱动部分的安装套筒结合使用，当前端进入阀导向孔时插件的前端由倒角和/或操作者径向压缩。在任何情况下，使一孔的开口倒角均涉及额外的加工步骤和一专用铰刀。而且，倒角操作要铰去阀导向孔端部的应当保留的材料，这是因为在阀导向孔的端部(此处作用在阀杆上的侧向力最大)这些材料支承阀杆。相关的问题还有许多，倒角操作不易控制，导致过多的材料被切除。
US4185368提供了一种阀导向插件，用以为一内燃机的阀导向装置加衬或换衬，内燃机包括一个带有在阀导向装置的孔内往复运动之阀杆的阀，包括：带有端部及在端部中间之中段的通常为圆柱形的薄壁金属管件，所述中段的外径不小于阀导向孔的内径，所述插件被安装在阀导向孔内，这样当插件位于所述孔内时，将通过压配保持插件，插件所述的中段的内径不小于在其内往复运动的阀杆的直径，当安装完毕后所述中段的内径和外径限定了所述插件的理想的壁厚。但是安装还比较费时费工。
本发明的目的是提供一种阀导向插件，其安装比较简单，也能保证质量。同时也提供了一种方便的阀导向插件的成形及安装方法及安装工具。
为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种阀导向插件，用以为一内燃机的阀导向装置加衬或换衬，内燃机包括一个带有在阀导向装置的孔内往复运动之阀杆的阀，包括：带有端部及在端部中间之中段的通常为圆柱形的薄壁金属管件，所述中段的外径不小于阀导向孔的内径，所述插件被安装在所述阀导向孔内，这样当所述插件位于所述孔内时，将通过压配合保持插件，插件的所述中段的内径不小于在其内往复运动的阀杆的直径，当安装完毕后所述中段的内径和外径限定了所述插件的理想的壁厚，其特征在于至少其中一个所述端部相对于所述中段具有一减小的内径和一减小的外径，所述至少一个端部提供了一个可将所述插件导入阀导向孔内的锥状插入部分，所述锥状插入部分的壁厚不小于所述中段的壁厚，这样在将所述插件装入孔内期间所述锥状插入部分就不易断裂，从而可将所述插件装在具有一未倒角开口的阀导向孔内。
为实现本发明的上述目的，本发明还提供了一种安装阀导向插件给内燃机的阀导向孔加衬或换衬的方法，包括：提供一个发动机部件，该发动机部件包括限定一阀导向孔和一阀导向孔之开口的材料，材料限定了包括一直角进口唇的阀导向孔之开口；提供一薄壁阀导向插件，包括一中段和至少一个相对于中段带有一减小内径和减小外径以限定一锥状插入部分的端部，锥状插入部分和中段限定了不变的壁厚；提供一个用于阀导向插件的安装工具，安装工具带有一个可插入所述插件的心轴部分；将阀导向插件置于安装工具的心轴部分上；通过将阀导向插件一端的锥状插入部分部分地插入阀导向孔而使锥状插入部分接触阀导向孔的直角进口唇，使阀导向插件对准阀导向孔；和使用安装工具驱使阀导向插件与阀导向孔压配合地啮合，从而可将阀导向插件通过直角进口唇插入阀导向孔，这样在将插件装入孔内期间就不易断裂。
为实现本发明中的上述目的，本发明还提供了一种用以将一阀导向插件插入内燃机阀导向孔内的安装工具，阀导向插件带有一中段和端部，端部相对于中段各具有一减小的内径和一减小的外径，以提供一可将所述插件导入阀导向孔的锥状插入部分，包括：一个工具，它包括由一截锥形连接处连接的一心轴部分和一驱动部分，所述截锥形连接处包括一个与所述驱动部分相邻的基部，所述驱动部分在所述截锥形连接处的所述基部附近包括一周部，所述驱动部分在所述截锥形连接处的所述基部附近包括一周向的直角驱动肩部，它啮合并驱动所述插件的远离孔的端部；和一个用以将插件保持在所述工具上的安装套筒，其特征在于所述安装套筒的内径大的足以容纳所述驱动肩部，但小的足以与所述截锥形连接处配合，这样当插件被置于所述民主轴部分上以远离孔的锥状插入部分位于所述截锥形连接处和所述安装套筒之间时，可从远离孔的锥状插入部分上至少部分地消除锥度。
为实现本发明的上述目的，本发明还提供了一种成形一个为内燃机阀导向孔加衬或换衬的阀导向插件的方法，包括的步骤为：提供一个具有相对边缘的片材；将片材成形为一个圆柱形管件；圆柱形管件限定了对应于相对边缘的端部；在其中至少一个端部上成形一个具有减小的内径和减小的外径的锥状插入部分，成形锥状插入部分的所述步骤包括或是在将片材成形为圆柱形管件之前成形一端部或是在将片材成形为圆柱形管件之后成形一端部的步骤。
本发明的阀导向插件及成形和安装方法及安装工具提供了方便和快速的成形和安装方法，在为内燃机的阀导向装置或换衬施工简单，方便且质量好。
参照下面的说明，权利要求书及附图，熟知本技术者可进一步了解本发明的这些和其它方面，优点和目的。
图1是实施本发明的一阀导向插件的侧剖视图，它安装在一发动机气缸盖的阀导向孔内；
图2是图1所示阀导向插件在安装前的透视图；
图3是图2所示阀导向插件的侧剖视图，但插件被径向压缩而闭合了狭缝；
图4是图2所示阀导向插件的局部侧视图，它位于一阀导向孔附近并与其对准，准备插入其内；
图5是一侧剖视图，示出了用图8-11所示工具被部分地插入阀导向孔内的阀导向插件，为了说明目的夸大了间隙；
图6是阀导向插件第二实施例的局部侧剖视图；
图7是阀导向插件第三实施例的局部侧剖视图；
图8是一工具的驱动件的侧视图。用此工具将图2所示的阀导向插件插入一选择出的阀导向孔内；
图9是安装阀导向插件的工具的侧剖视图，所示工具上保持有一阀导向插件，准备插入一阀导向孔内；
图10是图9一部分的放大视图，为说明目的夸大了间隙；
图11是一局部侧剖视图，示出了用图1所示的工具将阀导向插件插入阀导向孔内之后的阀导向插件；
图12是一流程图，示出了将一阀导向插件装入一阀导向孔内的步骤；
图13-15是侧剖视图，示出了在成形其边缘部分后(坯料大致是平的)及成形插件的圆柱形状之前阀导向插件坯料的三个实施例；
图16示意性示出了一种方法，包括采用一组逐步成形模，以将导向阀插件坯料成形为圆柱形阀导向插件；
图17示意性示出了在使用图6所示成形模之前用以成形阀导向插件坯料之边缘的辊轧成形辊；
图18是一内部中心销和成形模的侧剖视图。用以成形阀导向插件端部；和
图19是一外部中心销和成形模的侧剖视图，用以成形阀导向插件的端部。
现在参照附图，特别是图1，其中示出了一个实施本发明的阀导向插件10，插件10插在一内燃机(未示出)的上气缸盖14的一未倒角阀导向孔12中。插件10和加工于气缸盖14上的一阀导向孔12一起用于气缸盖14中(图1)。气缸盖14包括一个位于阀导向孔12一端的外露肩部32。一般说，外露肩部32与盖14一体铸造，然后被机加工成适当尺寸。在装配期间，阀33的阀杆34穿过阀导向孔12。一阀弹簧36环绕阀导向组件的外露肩部，并且阀33通常借助于一对阀保持件(未示出)相对于它保持在位。阀杆34向下延伸并以一个阀凸缘38为终端，阀凸缘38可坐靠在一阀座40上。在气缸盖14的下表面上机加工有一个适当的阀座40。阀可朝发动机燃烧室(未示出)打开。除非当一个摇臂(未示出)或类似装置以适当的操纵顺序迫使阀向下移动时，阀弹簧36将使阀保持在关闭位置。
阀导向插件(图2)是一薄壁的圆柱形金属管件，它由磷青铜材料制成，并包括一个从一端20到相对一端22长度方向延伸的狭缝18，这样插件可径向压缩并压配合进阀导向孔12。插件10包括一个在端部20、22向内形成的逐渐变细的插入部分24,26，以便于将插件10插入一个带有直角进口唇28(图)的未倒角阀导向孔12内。由于插件10的壁较薄，为了避免对插件10的有害挤压或使之变形，将插件10插入阀导向孔12而不会在插件10的前端进入阀导向孔12时顶住进口唇28或妨碍前端20的能力就特别重要。对此，在插件10的整个长度上包括在锥状插入部分24,26处就要保持壁厚一致。此一致或接近一致的壁厚保持了锥状插入部分24,26的结构整体性，并抑制了安装时的断裂或变形。此一致或接近一致的壁厚也允许插件在安装后再次加工而使其内径(接近在其内往复运动的阀杆的直径)和其外径(略大于阀导向孔12的内径)在其整个长度上相等，如图1所示。
在端部完整的壁厚是很重要的，因为此处典型地是首先将要磨损的区域。
阀导向插件10(图2和3)适合于被压配合在阀导向孔12内，这样在安装插件10后狭缝18大致封闭。狭缝由第一和第二偏置边缘42,44限定，此两边缘是在使插件成形为管形之前在一板材坯料上加工的。这样选择板材的尺寸，即在插件装入阀导向孔12之后狭缝18将封闭。选择的板材要有特定的厚度T和宽度以形成直径D1和D2。为特定的阀导向孔(其内将安装插件)选择直径D1，并且选择直径D2以使其可被扩张成或以其它方式被加工成一内径，以容纳特定的阀杆34。当然直径D2必须是这样，即插件可被压配合进孔内并至少部分地利用插件的径向扩张的趋势而保持在其内，一般认为此壁厚T可以是任何所需的厚度，但在约0.010和0.025英寸之间较好，最好约为0.015到0.018英寸。如下所述，较薄的壁厚T有助于改善热传导。
阀导向插件10包括由叠置横向边缘部分50,52限定一个第一指状件46和一个第二指状件48。叠置横向边缘部分50,52限定一个第一指状件46和一个第二指状件48。叠置横向边缘部分50,52防止油沿缝18流动并防止当插件10被压配合进阀导向孔12内时歪斜或扭曲。阀导向插件10也包括多个偏置螺旋槽54，用以沿插件10的内部长度保留油。对于这样一种插件的一般结构的进一步情况，请参照前述的美国专利3,828145(1974年8月有3日公布，名为“重建阀之导向装置的方法和设备”)；美国专利4,103,662(1978年8月有日公布，名为“重建阀之导向装置的插件)；和美国专利4,768,479(1988年9月6日公布，名为“油封闭阀导向插件及其制造方法”)。所有这些文件在此作为参考。
一般认为槽54至少以两种方式影响插件10压配合进阀导向孔12内的容易性。槽54在某种程度上会削弱插件10的侧壁，在压配合操作中使插件更易于摺状(手风琴风箱状)型损坏。此外，槽54以这种方式影响壁的结构，即增加了对插入时的摩擦阻力。与没有槽的尺寸类似的插件相比带有槽的插件具有较大的固位强度可证实这一点。例如试验性测试数据表明安装在阀导向孔内的带槽插件的固位强度比不带槽的相应插件的固位强度高约20-50％或更多。
根据本发明的插件可相对较容易地安装，而不论它是否包括油保留槽54。为此，在衬的各端设有一锥状插入部分24,26。对此锥状插入部分可考虑多种不同的几何轮廓。在插件10(图3)上，锥状插入部分24,26具有圆弧形的外锥表面56,58。在另一实施例中，插件10′(图6)的锥状插入部分24′,26′具有圆锥形外锥表面56′,58′。在另一实施例中，一插件10″(图7)的锥状插入部分24″,26″具有台阶状的外表面56″,58″，包括前面减短的圆锥形壁部56A″和一圆柱状非逐渐变细的终端部分56B″。
在各插件10,10′和10″中，在锥状插入部分的整个长度上壁厚T基本上保持一致。这一点很重要，其原因有两个。首先，锥状插入部分要在阀导向孔进入点和在施力点两处承受压配合力的冲击。这样，不变的或接近不变的壁厚就可保证在压配合安装期间将在这些点处的受破坏趋势减至最小程度。第二，此不变的或接近不变的壁厚允许插件在压配合进孔12后通过扩孔或类似手段再次加工，这样插件在其整个长度上将具有一般来说不变的壁厚。这就保证了维持端部24,26的结构整体性，因为正是在端部24,26往复运动的阀杆34需要最大的支承。
插件10,10′和10″最好能被径向地安装在一个具有直角进口唇28的阀导向孔12内。如图4所示，插件10的锥状插入部分24的端部20部分地装入由进口唇28所限定的阀导向开口30内。然后，随着插入部分24进入阀导向孔12迫使插件10以其壁完全地进入阀导向孔12。
一旦完全插入后，就通过扩孔再次加工插件10的内径，以精确地形成内径，这样，如此安装的插件10就可正确地容纳往复运动的阀杆34(图12)。扩孔过程也减少或淘汰了插件10和阀导向孔12之间的气穴，这样在发动机工作期间通过减少热点就改善了热传导。如上所述，扩孔也向外矫正锥状插入部分24,26，这样它们就确立了图1所示的形状，即在它们整个长度上通常具有不变的内径和外径，并且在它们整个长度上与孔12的壁紧密接触。美国专利4,573,340(1986年3月4日公布，名为“阀导向衬的扩孔及工具”)公开了适于这些目的的扩孔工艺及工具。插件10′和10″可类似地被插入。
插件10(图2-3)包括相同的锥状插入部分24,26，它们分别在端部向内逐渐变细，以分别给出向内逐渐变细的表面56,58。一般认为只在插件10的一端需要有一锥状部分。然而，通过使两端逐渐变细，使用插件10的操作者就不会将插件的错误的一端与阀导向孔开口30对准。一般也认为插入部分约为1/8英寸长，当然也可采用其它尺寸，如十六分之一英寸。正如将要详细指出的，锥状插入部分允许使用一安装套筒72，其直径大于在其它方式中所使用的直径工。比较大的直径同样也允许采用一安装工具68，在压配合安装中此工具68可自动地补偿远离孔之端部的锥度。
此安装工具68(图8-11)包括一个细长的驱动件70，和一个插件安装套筒72，它安装在细长驱动件70的端部上面并将插件10保持在其上。驱动件70包括一个杆形的细长心轴或导向轴部分74，一个也为杆状并从心轴74轴向延伸的一细长驱动部分76，和一个安装在驱动部分76后端的柄77。
心轴74包括一个倒角的前端78，以帮助将插件10置于其上。心轴74的轴体80可以比它支承的插件10长或短。在所示例子(图9)中，心轴74比插件10短。这样，成形端部24向外超出心轴74，如图9所示。由于插件10的轴向和径向长度，在安装所示插件10的过程中这不会成为一个问题。
心轴74在其与驱动部分76的连接处以截锥体的形式向外逐渐变细，如参考号82所示。驱动部分76包括一个与连接处82的最宽部分相邻的周向的直角驱动肩部84。驱动肩部84可与插件10的锥状插入部分26接触，并驱使插件10进入阀导向孔12。向外逐渐变细的截锥状连接处82从驱动部分70的驱动肩部84的表面开始约为0.25英寸长或更短并以约5°或更小值的角度向后延伸。
柄77与心轴74和驱动部分76轴向对齐并与它们一体连接。柄77包括前、后扩大部分86,88，及一个从后扩大部88向后延伸的凸出部90。凸出部提供了一个夹持并如借助一冲击枪(未示出)驱动细长驱动件70的装置，同时扩大部86,88提供了一个握住并将安装工具68对准选择出的阀导向孔12的区域。
安装工具68的安装套筒72(图9,10和11)是一个带有孔73的圆柱形件。套筒72可滑动地定位在驱动部分76上和驱动件70的心轴74上。安装套筒72包括一个便于握住的扩大中部92和一细长管形部分94。中部92包括一个带孔贴靠面95的缩小的前部93。当使用安装工具68将插件10压配合进阀导向孔12内时，缩小部分93提供了一空间以摆脱阀导向孔12周围的妨碍物，同时当插件10被压配合进阀导向孔12内时(图11)。前表面95靠在进口唇28上。安装套筒72还包括一个在管形部分94上的后端面102，它可靠在柄77的前端面104上，如下面所描述的。
一螺旋弹簧96绕安装套筒72的管形部分94定位。弹簧96的两端由管形部分96上邻接扩大中部92的第一凹槽98和在前扩大部86上的第二凹槽100定位。弹簧96将安装套筒72在驱动件70上朝前偏置到一个部分地位于驱动件70的心轴74上的一位置。安装套筒72的长度约等于驱动部分76。当插件10被压配合进阀导向孔12内(图11)并到达所需的最终位置时，安装套筒72的后端面102靠在柄77的前端面104上。这样，安装套筒68就自动地建立或控制了插件在阀导向孔12内的所需深度。
当插件10定位在心轴74上时，连接处82弯曲了锥状插入部分26的锥度，允许直角驱动肩部84在部分26上施加一纵向的(与一压毁力相反)力，这样驱使插件进入阀导向孔。心轴体80的外径略小于衬10的直径D2。安装套筒72的内径略大于插件10的直径D1。这样选择两个直径(心轴体80和安装套筒72)，以便为截锥形连接处82提供间隙并在安装期间为衬10提供充分的支承，如下所述。作为采用锥状插入部分24这一措施的结果可相对容易地迫使插件进入阀导向孔就允许安装套筒72的直径与以前的安装套筒相比被扩大，这样就可在套筒内容纳连接处82的增大的直径。
为便于理解本发明，以下的例子给出了具体尺寸，以说明一个将一特定阀导向插件10安装在一特定的重镗阀导向孔12内的特定安装工具68。
                      例子
开始，例示的阀导向孔12被重镗到一个约0.3735英寸的最大直径。然后选择一个安装在阀导向孔内的衬10，以将阀导向孔直径变成约0.3438英寸(即一英寸的11/32)的内径，以容纳一特定的阀杆34。具体说，所选衬10的壁厚为约0.016英寸并且外径大于0.3735英寸，最好为约0.386英寸，这样在被压配合安装在阀导向孔12内后衬10的内径约为0.3415英寸(扩孔前)。这就允许安装后插件的内径然后被扩孔到0.3438英寸的所需阀导向孔直径，在扩孔过程中除去了磷青铜材料的至少0.001。按需要选择衬10的长度以充满阀导向孔12，在本例中该长度是2.250英寸。
选择一个适当的工具68，如上所述安装该特定的衬10。在所给的例子中，驱动件70的心轴74的直径约为0.328英寸，长度约为2.00英寸。值得注意的是如果需要此长度可比插件10长。所选驱动件的向外逐渐变细的连接处82的最大尺寸约为0.348英寸，并且驱动部分76的外径约为0.384英寸。这样，驱动肩部的宽度约为0.018(即包括两侧的总宽度尺寸约为0.036英寸)。插件安装套筒72的内径约为0.386英寸，并且长度等于从驱动肩部84到柄77的前端面104之间的距离，在本例中该距离约为1.250英寸。
将所选的衬10置于心轴74上。这样插入部分26就支承在向外逐渐变细的连接处82上，以便在驱动肩部84形成约0.380英寸的外径(即连接处82的最大尺寸0.348英寸加插件10的两个壁厚0.016)。当一插入套筒72在插件10上可伸缩地被朝前滑动时，就消除了衬10的锥状插入部分26的锥度，并迫使锥状插入部分26到达一个与衬10的长度大致纵向对齐的位置。而且，衬10被保持在径向受压状态，这样狭缝18就封闭或接近封闭。由于磷青铜材料的刚性，甚至沿在心轴74上从插入套筒72向外伸出之插件10的部分，狭缝18也封闭或接近封闭。这样，插件10的外径沿其长度保持在约0.386英寸，此外径略大于重镗的阀导向孔12(此例中它的直径约为0.3735英寸)。然而，如上所述及如图4,5和11所示，锥状插入部分24形成一个向内逐渐变细的端端，它可插入重镗的阀导向孔12的未倒角开口30内。当在将插件10装入孔12期间连接处82进入阀导向孔12时，连接处82与插件10合起来形成一个0.380英寸的最大直径。由于阀导向孔12在直径上仅为0.3735，这就在阀导向孔12的进口唇18处造成阻碍。然而，由于连接处82的长度很短(仅为约0.250英寸或更小)及连接处的下降解很小(仅为约5°或更小)，所以此阻碍不会造成问题。
如上所述，给出所举例子中的尺寸仅为了便于理解本发明，本发明并不受此限制。比较起来，对于尺寸与本例中阀导向孔类似的已倒角导向孔来说，由本发明受让者所使用的现有技术工具在心轴上的连续外径约为0.338，没有逐渐变细的连接处，并在驱动部分上的连续外径约为0.378英寸。现有技术套筒夹具的内径约为0.381英寸。
可以用许多不同的方法制造本发明的插件10。如图16所示，在步骤12中首先从一卷原材料中展开插件材料，然后如上述美国专利4,185,368所公开的在步骤113中在材料上形成螺旋槽54。然后在步骤114中从展开的原材料上冲压出插件坯料并在步骤115中沿导向插件材料的边缘形成端部24,26的一般轮廓。构形116,118,120可以以许多不同的方式形成，例如通过冲夺，辊轧成形及其它弯曲方法。
图13-15示出了在步骤115中形成的坯料的三种构形。图13示出了一个成圆弧状的插入部分116，而图14示出了一个带角的插入部分118，图15示出了一成台阶状的插入部分120。这些构形116,118和120分别对应于插件10(图3)插件10′(图6)和插件10″(图7)。然而，可以认为在锥状插入部分可形成多种不同的构形，而仍在本发明的范围之内。
如图16所示，采用了一个模夹具110来形成管形的插件10(或插件10′或10″)。目前，采用二次冲压的成形模完全成形插件10的圆柱形，当然也可以采用更多或更少次数的冲压或者如果必要可采用精整模以适当地成形插件10。在图16中，采用带角的凸缘121表示成形工艺中锥状插入部分24,26的位置。
可以考虑采用包括一上辊126和一下辊128的辊轧成形辊对124(图7)来完成步骤115并形成边缘部分116,118和120。值得注意的是，可以于在步骤14中将展开的材料切成坯料之前或之后采用辊轧成形辊125,128来形成导向插件材料上的端部116,118,120。
图18示出了成形锥形插入部分24,26的另一种方法。在图18中，一个带有连续直径的导向插件以其内部被支承在中心销130上。中心销130具有一个有较大直径的中段132，用以支承插件10″在内径D2处的长度，并还包括一个有减小直径的细段134，用以在成形过程中支承锥状插入部分24″,26″的内部。为了形成插件10″，使成形模136,138在一圆柱形插件(其内有中心销130)上闭合。然后使一成形模或隆起模140挤压在销130的细段134上以形成锥状插入部分24″,26″。成形模140包括一个与插件和细段134的端部啮合的型孔142，以完成插件10″端部并形成锥状插入部分24″,26″。值得注意的是插件10″包括一个狭缝18，当销180从插件10″内轴向取出时它允许插件10″的略微弹性地张开。可以考虑与模夹具110(图16)同时使用成形模140或在后续步骤中单独使用。
图19中示出了另一方法。在实施例包括了类似于图18所示实施例的特征，并且采用在数字后加一撇号的数字表示相应的部件。在该实施例中，一端部成形销114部分地延伸进圆柱形插件的一端，并使成形模140′进抵在部分成形之插件10″的端部并抵在闭合的成形模136′,138′上。随着成形模140′使插件10″的端部隆起，材料被迫移向销144，这样就成形了锥状插入部分24″,26″。尽管在图16-19中仅示出了插件10″，通过这些工艺也可以成形任何插件10或10′，并且所示的专用装置仅是用于说明的目的。
描述了插件10及其改型，安装工具68和成形插件10的工艺后，熟知本技术者可以明显看出本发明的用途及优点。首先，通过其中一个上述工艺成形插件10，即通常利用标准化制造设备将磷青铜成卷带材成形为插件10。将这些插件制造成具有特定厚度T，使插件径向挤压以闭合狭缝18并形成所需的特定直径D1和D2。
成形后，选择具有所需尺寸和构形的插件10并将其插在一尺寸适当之驱动件70的心轴74上，以锥状插入部分26套在向外逐渐变细的连接处82上(图9)。当插件10被插在心轴74上时，安装套筒74最初被保持在驱动部分76上，弹簧96被压缩。然后，使套筒72从驱动部分76向下滑动以部分地覆盖心轴74并部分地覆盖插件10。特别是安装套筒72在锥状插入部分26上滑动。随着插件10被定位在心轴74上，连接处82使锥状插入部分26的锥度弯曲，允许直角驱动肩部84在部分26上施加一纵向力以将插件10压进阀导向孔。
当插件10这样由驱动件70上的安装套筒72保持时，插件10就可准备来进行安装了。首先将插件10对准阀导向孔12(图4和5)，将前端的锥状插入部分置于孔12内。然后用一冲击枪或类似装置向下驱动驱动件70。平的驱动表面84与插件10的端部26啮合(图5)，并驱使插件10进入位置。安装套筒22在工具68的驱动部分76上向上滑动直到它靠在工具68的表面104上。这样就以压配合的状态以预定深度将插件10滑动地装入阀导孔12内(图11)。然后将驱动件70撤出并将另一插件10置于其上。然后重复同一程序。
一旦所有插件就位，就可借助于如扩孔对每个插件进行再加工，使插件成为图1所示的构形。该再加工过程不仅保证了插件将牢固地位于孔12内，也保证了它的壁厚沿其长度一致或接近一致。
在特别描述的实施例中可作多种变化或变型，而不超出本发明的范围，该范围只由后面的权利要求书限定。

Claims (32)

1．一种阀导向插件，用以为一内燃机的阀导向装置加衬或换衬，内燃机包括一个带有在阀导向装置的孔内往复运动之阀杆的阀，包括：
带有端部及在端部中间之中段的通常为圆柱形的薄壁金属管件，所述中段的外径不小于阀导向孔的内径，所述插件被安装在所述阀导向孔内，这样当所述插件位于所述孔内时，将通过压配合保持插件，插件的所述中段的内径不小于在其内往复运动的阀杆的直径，当安装完毕后所述中段的内径和外径限定了所述插件的理想的壁厚，
其特征在于至少其中一个所述端部相对于所述中段具有一减小的内径和一减小的外径，所述至少一个端部提供了一个可将所述插件导入阀导向孔内的锥状插入部分，所述锥状插入部分的壁厚不小于所述中段的壁厚，这样在将所述插件装入孔内期间所述锥状插入部分就不易断裂，从而可将所述插件装在具有一未倒角开口的阀导向孔内。
2．如权利要求1所述的阀导向插件，其特征在于所述锥状插入部分的壁厚是这样，即在所述插件装入阀导向孔之后，当再次加工所述锥状插入部分以使其内径等于所述中段的内径时，所述锥状插入部分的外径将等于所述中段的外径。
3．如权利要求2所述的阀导向插件，其特征在于包括一个沿所述薄壁管件的长度延伸的狭缝，所述管件是可弹性地张开，但可压缩而闭合所述狭缝并形成特压配合进阀导向孔内之所述中段的外径。
4．如权利要求3所述的阀导向插件，其特征在于两个所述端部均包括一锥状插入部分。
5．如权利要求4所述的阀导向插件，其特征在于所述管件具有加工有槽的内表面，以沿所述槽保存油。
6．如权利要求5所述的阀导向插件，其特征在于所述管件是由一片材制成的，并且所述锥状插入部分是在成形所述阀导向插件的过程中通过使所述相对的端部之一隆起而形成的。
7．如权利要求6所述的阀导向插件，其特征在于所述管件的壁厚约为0.018英寸或更小。
8．如权利要求7所述的阀导向插件，其特征在于所述管件是由磷青铜材料制成。
9．如权利要求1所述的阀导向插件，其特征在于所述锥状插入部分从所述一端延伸十六分之一英寸。
10．如权利要求1所述的阀导向插件，其特征在于所述阀导向插件包括一加工有槽的内表面，用以沿所述槽保存油。
11．如权利要求1所述的阀导向插件，其特征在于每个所述端部都包括一锥状插入部分。
12．如权利要求1所述的阀导向插件，其特征在于所述管件的壁厚为0.018英寸或更小。
13．如权利要求1所述的阀导向插件，其特征在于所述锥状插入部分的外表面具有一弧形形状。
14．如权利要求1所述的阀导向插件，其特征在于所述锥状插入部分的外表面具有一截锥形形状。
15．如权利要求1所述的阀导向插件，其特征在于所述锥状插入部分的外表面具有一截锥形的第一部分和一圆柱形的第二部分，所述第二部分位于所述一个端部附近。
16．如权利要求1所述的阀导向插件，其特征在于包括一个沿所述薄壁管件的长度延伸的狭缝，所述管件可弹性地张开，但可压缩而闭合所述狭缝并形成待压配进阀导向孔内之所述中段的外径。
17．一种安装阀导向插件给内燃机的阀导向孔加衬或换衬的方法，包括：
提供一个发动机部件，该发动机部件包括限定一阀导向孔和一包括一直角进口唇的阀导向孔之开口的材料；
提供一薄壁阀导向插件，包括一中段和至少一个相对于中段带有一减小内径和减小外径以限定一锥状插入部分的端部，锥状插入部分和中段限定了不变的壁厚；
提供一个用于阀导向插件的安装工具，安装工具带有一个可插入所述插件的心轴部分；
将阀导向插件置于安装工具的心轴部分上；
通过将阀导向插件一端的锥状插入部分部分地插入阀导向孔而使锥状插入部分接触阀导向孔的直角进口唇，使阀导向插件对准阀导向孔；和
使用安装工具驱使阀导向插件与阀导向孔压配合地啮合，从而可将阀导向插件通过直角进口唇插入阀导向孔，这样在将插件装入孔内期间就不易断裂。
18．如权利要求17所述的方法，其特征在于每个阀导向插件端部都包括一锥状插入部分，并且阀导向插件还包括一个沿插件的长度延伸的狭缝，其中安装工具还包括一个连接于心轴部分的驱动部分以及一安装套筒，它可从驱动部分部分地滑动到心轴部分上以将阀导向插件压缩地保持在心轴部分上，使狭缝保持在一接近闭保或闭合位置，并且远离阀导向孔的插入部分被支承在心轴部分和安装套筒之间，并包括在所述驱动步骤之前将阀导向插件置于工具上心轴部分和安装套筒之间的步骤。
19．如权利要求18所述的方法，其特征在于安装工具包括一个连接心轴部分和驱动部分的截锥形连接处，并且其中将阀导向插件置于安装工具上的步骤包括将阀导向插件的远离孔的锥状插入部分压在截锥形连接处并将其保持在安装套筒内，这样在所述驱动步骤中从远离孔的锥状插入部分消除锥度。
20．如权利要求18所述的方法，其特征在于包括在将插件插入阀导向孔之后再次加工插件的步骤，以形成一个可接纳一阀杆的内径，所述再加工步骤包括至少局部地再成形插件锥状插入部分的步骤。
21．一种用以将一阀导向插件插入内燃机阀导向孔内的安装工具，阀导向插件带有一中段和端部，端部相对于中段各具有一减小的内径和一减小的外径，以提供一可将所述插件导入阀导向孔的锥状插入部分，包括：
一个工具，它包括由一截锥形连接处连接的一心轴部分和一驱动部分，所述截锥形连接处包括一个与所述驱动部分相邻的基部，所述驱动部分在所述截锥形连接处的所述基部附近包括一周部，所述驱动部分在所述截锥形连接处的所述基部附近包括一周向的直角驱动肩部，它啮合并驱动所述插件的远离孔的端部；和一个用以将插件保持在所述工具上的安装套筒，
其特征在于所述安装套筒的内径大的足以容纳所述驱动肩部，但小的足以与所述截锥形连接处配合，这样当插件被置于所述心轴部分上以远离孔的锥状插入部分位于所述截锥形连接处和所述安装套筒之间时，可从远离孔的锥状插入部分上至少部分地消除锥度。
22．如权利要求21所述的工具，其特征在于所述心轴部分限定了一纵轴线，并且所述心轴部分的所述截锥形连接处相对于所述纵轴线以5°的角度逐渐变细。
23．如权利要求21所述的工具，其中所述截锥形连接处的所述基部具有一个比所述心轴部分大0.020英寸的增加的直径。
24．一种成形一个为内燃机阀导向孔加衬或换衬的阀导向插件的方法，包括的步骤为：
提供一个具有相对边缘的片材；
将片材成形为一个圆柱形管件；圆柱形管件限定了对应于相对边缘的端部；
在其中至少一个端部上成形一个具有减小的内径和减小的外径的锥状插入部分，成形锥状插入部分的所述步骤包括或是在将片材成形为圆柱形管件之前成形一端部或是在将片材成形为圆柱形管件之后成形一端部的步骤。
25．如权利要求24所述的方法，其特征在于所述圆柱形管件是由金属制成。
26．如权利要求25所述的方法，其特征在于所述圆柱管件是由磷青铜材料制成并且有0.018英寸或更小的壁厚。
27．如权利要求26所述的方法，其特征在于包括在片材的一表面上成形一系列大致直的平行的且隔开的槽的步骤，在成形管件之后具有槽的表面位于圆柱形管件的内侧。
28．如权利要求26所述的方法，其特征在于包括隆起成形两个相对端部的步骤，以在两个相对端部上成形锥状插入部分。
29．如权利要求28所述的方法，其特征在于隆起成形的步骤包括将一中心销至少部分地置于圆柱形管件的内侧并在中心销上挤压成形相对的端部以形成锥状插入部分。
30．如权利要求26所述的方法，其特征在于成形锥状插入部分的步骤包括辊轧成形片材的相对边缘。
31．如权利要求26所述的方法，其特征在于成形锥状插入部分的步骤包括冲压片材的相对边缘。
32．如权利要求26所述的方法，其特征在于成形锥状插入部分的步骤是与将片材成形为圆柱形管件的步骤同时完成的，并包括逐渐地冲压片材。
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