CN115135856A - 堞形组件、间隙囊盒和摇臂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种堞形组件，该堞形组件包括空动弹簧组件、上堞形件和下堞形件。弹簧帽包括帽顶、穿过该帽顶的销孔、和帽檐。空动弹簧坐靠该弹簧帽。上堞形件包括管状主体、邻接该帽檐的上内边缘、和上堞形齿。下堞形件包括从堞形主体向上延伸的弹簧柱，该弹簧柱穿过该空动弹簧并且穿过该销孔。下堞形齿从该堞形主体延伸。该空动弹簧偏压抵靠该堞形主体以通过该帽檐抬升该上内边缘。间隙螺杆可容纳该弹簧柱，使得该弹簧柱终止于该间隙螺杆内部。摇臂是堞形组件安装的示例。

Description

堞形组件、间隙囊盒和摇臂

技术领域

本申请提供了一种堞形组件，该堞形组件可用于各种气门机构致动并且特别是用于摇臂的堞形组件。该堞形组件可配置有间隙螺杆以有利于紧凑封装。空动弹簧组件有利于浮动堞形件。

背景技术

本文中的摇臂系统、气门机构系统、摇臂和气门致动组件可包括替代性堞形机构，诸如在例如WO 2019/133658、WO 2019/036272、US2020/0325803、US2018/0187579、US4227494、US6354265、US6273039和US4200081中描述的那些替代性堞形机构。本文所公开的堞形装置可用于摇臂系统、气门机构系统、摇臂和气门致动组件，诸如在这些相同示例性公布中公开的那些。

发明内容

本文所公开的方法和装置通过具有由浮动堞形布置结构实现的易于致动的堞形组件来改善现有技术。通过将堞形组件的一部分容纳在间隙螺杆内来实现具有间隙调节的紧凑设计。

堞形组件包括空动弹簧组件、上堞形件和下堞形件。弹簧帽包括帽顶、穿过帽顶的销孔、和帽檐。空动弹簧坐靠弹簧帽。上堞形件包括管状主体、邻接帽檐的上内边缘、和上堞形齿。下堞形件包括从堞形主体向上延伸的弹簧柱，该弹簧柱穿过空动弹簧并且穿过销孔。下堞形齿从堞形主体延伸。空动弹簧偏压抵靠堞形主体以通过帽檐抬升上内边缘。上堞形件可被空动弹簧组件偏压以在下堞形件的堞形主体上方浮动。

间隙螺杆可容纳弹簧柱，使得弹簧柱终止于间隙螺杆内部。间隙螺杆可包括间隙螺杆主体的第一外径，该第一外径被构造为坐置在间隙设定孔中。间隙螺杆主体的第二外径可被构造为延伸出间隙设定孔。内部引导孔可包括第一内径和与该第一内径呈阶梯状的第二内径。空动弹簧组件可坐靠第一内径。弹簧柱可从堞形主体向上延伸到第二内径中。

弹簧柱可终止于第二内径内部。这使得堞形组件具有紧凑的尺寸。当安装在摇臂中时，没有移动柱从摇臂伸出。只有间隙设定间隙螺杆及其安装硬件从摇臂伸出，从而形成耐用的封装。

为了便于形成包括堞形组件的间隙囊盒，间隙螺杆可被构造为使得第二外径从第一外径逐步减小。间隙螺杆可用作空动弹簧组件的上限，并且上堞形件可由空动弹簧组件偏压以在下堞形件的堞形主体上方浮动，其中弹簧帽坐置在间隙螺杆中。

浮动堞形设计有利于容易地致动。上部堞形件不拖靠下堞形件。可以构造另选的致动器，包括机械式、机电式和液压式致动器。本文示出了液压致动。管状主体可包括被构造为与可移动活塞接合的外部致动器狭槽。或者，管状主体可包括外部小齿轮齿，该外部小齿轮齿被构造为与可移动的有齿齿条接合。然后，作为另选方案，摇臂可包括致动孔和被偏压在致动孔中的齿条齿轮。管状主体可包括与齿条齿轮对准的外部小齿轮部分。

摇臂是堞形组件安装的示例。堞形组件可安装在囊盒孔中，其中囊盒孔包括间隙设定孔和致动孔。第一外径坐置在间隙设定孔中，并且上堞形件和下堞形件坐置在囊盒孔中。

摇臂可包括安装在囊盒主体的囊盒孔中的堞形组件。第一外径可坐置在囊盒孔中。第二外径可延伸出致动孔。

以紧凑和耐用方式将堞形囊盒固定到摇臂可以另选方式来实现。在第一另选方案中，垫圈坐靠囊盒主体并且部分地围绕第二外径。锁定组件坐靠垫圈。螺母螺纹连接到第二外径并且使锁定组件抵靠垫圈固定。

垫圈可包括有齿的星形垫圈。摇臂可包括压在星形垫圈的齿之间并且压入囊盒主体中的桩。或者，摇臂可包括压入穿过星形垫圈并且压入间隙螺杆的肩部中的桩。

其他目的及优势将一部分在下面的描述中阐述，一部分将从描述中显而易见，亦或许可通过实践公开内容而获晓。借助于所附权利要求书中特别指出的要素和组合，也将实现和达到其目的及优势。

附图说明

图1是兼容摇臂的示例。

图2示出了包括锁定组件的紧固件。

图3是具有致动组件的摇臂中的堞形组件的横截面图。

图4A示出了具有堞形组件的致动组件。

图4B示出了作为具有堞形组件的一部分的致动组件的齿条和小齿轮布置结构。

图5A至图5C示出了摇臂中的致动组件。

图6A至图6C示出了另选的紧固件。

具体实施方式

现在将详细参考附图中的示出的示例。在所有附图中，将尽可能使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。诸如“左”和“右”的方向性附图标记是为了易于参考附图。

本文的公开内容提供了一种紧凑的堞形组件100，该堞形组件具有用于增加强度的阶梯式间隙螺杆。小的埋头螺母17提供了减少的封装。可包括Nord Lock型垫圈221、222的锁定组件2可用于维持间隙螺杆1上的螺纹预张力并且防止堞形组件100的松动。

在其中气门垂直于摇臂轴取向的一些气缸气门应用中，将专用制动臂封装在两个气缸停用(“CDA”)臂之间是具有挑战性的。在排气臂围绕制动臂的设计中，封装空间较小。由于CDA囊盒的尺寸和位置以及制动囊盒的间隙问题，当CDA排气臂使用定位在摇臂轴上方的停用囊盒时，产生额外的封装挑战。其他时候，应用气门盖，并且这要求摇臂的操作占用空间小。这样做的益处是不需要考虑从摇臂向上升起的堞形销。

因此，本文所公开的堞形组件100以及与间隙螺杆1的组合可用于多种摇臂和气门机构致动技术中。其也可在摇臂和气门机构之外使用，并且可用于需要堞形致动的其他系统。

在本公开的气门机构方面中，堞形组件100可用于单摇臂系统或双摇臂系统或其他多摇臂系统。堞形组件100可以实现在各种气门升程曲线之间切换。例如，当堞形齿43、76接合时，堞形组件100可用于延长气门升程的持续时间。或者，可实现发动机制动(“EB”)。对于诸如气缸停用(“CDA”)的技术，空动弹簧组件3可用于在堞形齿43、76未对准时吸收损失的气门升程曲线。或者，当堞形齿未对准时，第一升程曲线可被传递到气门，并且当堞形齿对准时，较长的第二升程曲线可被传递到气门。还可实施多种策略，诸如进气门晚关、进气门早开、排气门早开、负气门重叠(LIVC、EIVO、EEVO、NVO)等。

第一摇臂或第二摇臂是否提供主升程曲线，或者第一摇臂或第二摇臂是否提供附加运动、发动机制动或气缸停用，是设计选择的问题。因此，气门机构部件可被布置为使得主升程由第一摇臂提供，并且装备有可切换堞形组件100的第二摇臂为发动机气门提供附加的气门升程功能。又如，发动机可配备有用于主气门升程的主摇臂和用于辅气门升程的辅摇臂。辅摇臂可包括堞形组件100形式的可切换空动机构，使得当其切换到关闭模式时，其将吸收由凸轮接收的运动，使得没有运动传递到气门。当切换机构打开时，凸轮运动将从辅摇臂传递到主摇臂。主摇臂可具有被设计为接收来自辅摇臂的力的表面。该表面可以是横向悬臂或主摇臂上的其他部分。

考虑到另选方案，出于举例说明的目的，在图中示出了普通摇臂5。摇臂5包括凸轮端、摇臂轴孔和气门端51。在该示例中，堞形组件100被放置在气门端51中。囊盒孔52形成在气门端51的囊盒主体551中以包括间隙设定孔54，该间隙设定孔可以是带螺纹的或以其他方式适于夹紧间隙螺杆1以进行间隙设定。包括滑动孔53以用于上堞形件7和下堞形件4的滑动运动。致动孔55可邻接囊盒孔52以用于致动堞形组件100。用于卡环、夹子47或其他紧固件的凹口或凹槽可包括在囊盒孔52中。夹子47可在运输和组装期间使下堞形件4保持在适当位置。

可切换机构是机械堞形囊盒。其可嵌入装配在摇臂5中。间隙螺杆1放置在囊盒孔52中，并且堞形组件100可嵌入间隙螺杆1中。可在将堞形组件100放置在囊盒孔52中之前或之后进行对准步骤，如通过设定间隙螺杆1的间隙。在间隙螺杆1上可包括平坦部分16，以有利于间隙设定。平坦部分16或其他分度特征部可放置在第二外径12上，以在设定间隙时使间隙螺杆1保持在适当位置，并且在使用埋头螺母17设定张力时提供支撑。现在，可使用外部工具进行制动间隙设定。因此，本公开与其他囊盒或筒接收摇臂和气门机构部件兼容。

堞形组件100包括空动弹簧组件3、上堞形件7和下堞形件4。弹簧帽31包括帽顶33、穿过帽顶33的销孔34、和帽檐35。帽顶高度可由侧带32设定。空动弹簧30可坐靠弹簧帽，要么在帽顶33内要么抵靠帽檐35。上堞形件7包括管状主体71。上内边缘72可被构造为邻接帽檐35，使得当空动弹簧30推靠弹簧帽31时，管状主体71悬挂在帽檐35上。帽檐35和上内边缘72形成边缘到边缘的接触。通过将上堞形零件7悬挂在帽檐35上，空动弹簧30可以是长的并且可具有良好的分离力。上堞形齿76也可形成在管状主体71中。中空的中间部分74可围绕空动弹簧30的一部分。可选的下内边缘73可引导空动弹簧30。作为另选方案，管状主体71还可包括如下文更详细讨论的致动器狭槽751或小齿轮齿75，以及其他致动选项。

下堞形件4包括从堞形主体42向上延伸的弹簧柱41。弹簧柱41可被构造为穿过空动弹簧30并且穿过销孔34。销孔34的尺寸和形状可被设定成引导弹簧柱41并且有利于穿过其滑动。弹簧柱41可引导空动弹簧30以防止屈曲。这产生了紧凑的下堞形设计。当应用切换控制时，下堞形齿43从堞形主体42延伸以与上堞形齿76啮合或在上堞形齿76之间滑动。空动弹簧30偏压抵靠堞形主体42以通过帽檐35抬升上内边缘42。因此，上堞形件7可被空动弹簧组件3偏压以在下堞形件4的堞形主体42上方浮动。附加的特征部可应用于下堞形件4，包括用于接纳e-foot(象脚)附接件45的球形突出部44。堞形主体42可包括弹簧座46，诸如凹槽或边缘或其他弹簧定位特征部。

间隙螺杆1可容纳弹簧柱41，使得弹簧柱41终止于间隙螺杆1内部。摇臂5可安置间隙螺杆1以设定摇臂5的间隙。间隙螺杆1的尺寸被设计成当发动机处于减压制动模式时抵抗高操作负载。为了促进这种抵抗，阶梯式间隙螺杆1提供足够大的第一外径(“OD”)部分11以支撑制动负载，并且提供小的第二外径12，其可以是带螺纹的以允许使用小的埋头螺母17来帮助封装。间隙主体10具有阶梯式设计，其可以是轻重量的，同时实现了其抗载和定位功能。

间隙螺杆1可包括间隙螺杆主体10的第一外径11，该第一外径被构造为坐置在间隙设定孔54中。间隙螺杆主体10的第二外径12可被构造为延伸出间隙设定孔54。可以是导向孔的内部引导孔19也可以是阶梯状的，以包括第一内径13和与第一内径13向内呈阶梯状的第二内径14。引导孔19可使弹簧帽31和弹簧柱41定向并且有利于径向对准。空动弹簧组件3可坐靠第一内径13。弹簧柱41可从堞形主体42向上延伸到第二内径14中。

弹簧柱41可终止于第二内径14内部。这使得堞形组件100具有紧凑的尺寸。当安装在摇臂5中时，没有移动柱从摇臂5伸出。只有间隙设定间隙螺杆1及其紧固硬件从摇臂5伸出，从而形成耐用的封装。

为了便于形成包括堞形组件100的间隙囊盒，间隙螺杆1可被构造为使得第二外径12从第一外径11逐步减小。间隙螺杆1可用作空动弹簧组件3的上限，并且上堞形件7可由空动弹簧组件3偏压以在下堞形件4的堞形主体42上方浮动，其中弹簧帽31坐置在间隙螺杆1中。

当堞形组件100处于塌缩模式时，上堞形齿76与下堞形齿43之间的空腔对准，以便传递空动功能。为了打开辅助或其他气门升程，可以致动致动组件6、8。在本公开中，这两个致动组件都是液压的，但不排除其他致动组件与堞形组件100相结合。

在图3和图4A中，活塞61的柱塞端62可通过油压推动而移动，并且可通过抵靠保持器57的致动弹簧65被偏压而返回到抵靠保持器56的起始位置。保持器56、57可以是卡环、插塞或致动孔55的端壁。带键端63可允许活塞61安装在致动孔55中。可使用工具来移动活塞61并且对准上堞形件7。可在设定间隙螺杆1时使工具保持在适当的位置。实现精确的切换。

带键端63可与致动弹簧65相对。活塞61可通过致动齿64连接到管状主体71，如通过致动器狭槽751。当柱塞62由于控制油压而移动时，所连接的堞形部分(管状主体71)旋转，使得其上堞形齿76将视情况(与下堞形齿43或在该下堞形齿之间)对准。下堞形件4可包括防旋转键48或其他防旋转特征部以保证两个堞形部分之间的相对旋转。限制凹槽中的行程限制腿77是附加的可选特征部。

也可将连杆附接到柱塞62，如通过键连接连杆或延长柱塞62的尺寸以伸出致动孔55。然后，可将螺线管或线性致动器连接到柱塞62。作为通过油口58的油或其他液压压力的另选方案，可采用气动压力系统，如通过在孔端壁552处将空气供应软管连接到致动孔55。

在上堞形件7与下堞形件4之间存在空动弹簧30，该空动弹簧可保证在卸载时上堞形件7与下堞形件4分开足够远以允许正确启动。这产生了一种浮动堞形设计，该浮动堞形设计有利于以更小的运动阻力容易地致动。浮动的上堞形件7允许致动器活塞61容易地旋转。上堞形件7不拖靠下堞形件4。

弹簧帽31或其他保持器定位在上堞形件7与间隙螺杆1之间，其具有帽檐35或肩部以将上堞形件7保持在受控位置中，而无来自空动弹簧30的轴向负载。空动弹簧组件3和下堞形件4被设计成使得空动负载在空动期间不传递到上堞形件7。

可以构造另选的致动组件，包括机械式、机电式和液压式致动组件。本文示出了液压致动。作为上述致动组件6的另选方案是致动组件8。管状主体71可包括在外部的一部分或全部上方的外部小齿轮齿75。小齿轮齿75可被构造为与可移动的有齿齿条81接合。齿条齿82可与小齿轮齿75啮合，以在柱塞端83受到液压或其他控制作用时旋转上堞形件7。致动弹簧84可将齿条81的位置偏压抵靠保持器57，诸如卡环或柱塞。然后，摇臂可包括致动孔55和偏压在致动孔55中的齿条和小齿轮布置结构的齿条齿轮。管状主体71可包括与齿条齿轮部分对准的外部小齿轮部分。

图5A至图5C示出了摇臂15中的致动组件8。摇臂轴孔59可通过摇臂轴连接到油控制气门。来自摇臂轴孔59的油口58可向致动孔55提供液压控制。齿条81可在致动孔55中移动。在油控制关闭的情况下(图5B)，齿条81的柱塞端83可邻接致动孔55的孔端壁552。致动弹簧84可推靠保持器57以将上堞形件保持在第一位置中(根据选择接合或脱离接合)。然后，齿条柱塞端83的油压推动齿条(图5C)。致动弹簧84推靠保持器57，并且齿条齿82推动小齿轮齿75以使上堞形件7旋转。可选择下一个位置。

如所讨论的，摇臂5、15是堞形组件安装的示例。堞形组件100可安装在囊盒孔52中，其中囊盒孔52包括间隙设定孔54和致动孔55。第一外径11坐置在间隙设定孔54中，并且上堞形件7和下堞形件4坐置在致动孔55中。

摇臂5、15还可包括安装在囊盒主体551的囊盒孔52中的堞形组件100。第一外径11可坐置在囊盒孔52中。第二外径12可延伸出囊盒孔52。

以紧凑和耐用方式将堞形囊盒固定到摇臂5、15可以另选方式来实现。间隙螺杆1具有小的总直径，但通过与囊盒孔52的螺纹具有良好的定位和负载公差。但是，代替从摇臂向上延伸的本体，大直径垫圈18或星形垫圈118可将间隙螺杆1固定在适当的位置。然而，也可使用小直径保持螺母17。可在间隙螺杆1的第一外径11和第二外径12上使用另选的螺纹尺寸。

在第一另选方案中，若干紧固件邻接。垫圈18坐靠囊盒主体551并且部分地围绕第二外径12。垫圈18的内径181可邻接间隙螺杆1的第二外径12。垫圈18的外径182可径向延伸以覆盖囊盒孔52。可实现垫圈18的摇臂侧184抵靠囊盒主体551的稳定坐置，并且摇臂可具有更简单的铸造和制造。导向孔、盲孔和通孔的另选用途可与堞形组件100和间隙螺杆1一起使用，但垫圈18的用途消除了这些步骤和成本中的一些步骤和成本。锁定组件2可坐靠垫圈18的锁定侧183。锁定组件2可以是例如一组NORD LOCK自锁定金属紧固件，即螺栓、螺母、车轮螺母和锁定垫圈，或与小埋头螺母17结合工作以保持间隙螺杆1的预张力并防止振动松动的类似样式的垫圈。锁定组件2可包括第一锁定环21和第二锁定环22。第一锁定齿23和第二锁定齿24可彼此夹紧以防止第一锁定环21和第二锁定环22的反向旋转。附加的锁定齿可包括在锁定组件2的垫圈侧25和螺母侧26上。螺母17螺纹连接到第二外径12并且使锁定组件2抵靠垫圈18固定。这种紧固布置结构紧凑并且坚固。

可以有附加的紧固另选方案。垫圈可包括有齿的星形垫圈118。星形垫圈118坐靠囊盒主体551并且部分地围绕第二外径12。垫圈18的内径1181可邻接间隙螺杆1的第二外径12。垫圈18的外径1182可径向延伸以覆盖囊盒孔52。当星形垫圈118的星形齿1188楔入或夹紧到囊盒主体551中时，可实现星形垫圈118的摇臂侧1184抵靠囊盒主体551的稳定坐置。

摇臂5、15可包括压在星形垫圈118的星形齿1188之间并且压入囊盒主体551中的桩1185。或者，摇臂5、15可包括压入穿过星形垫圈118并且压入间隙螺杆的肩部110中的桩1185。星形垫圈118可包括其间具有间隙1187的星形齿1188。间隙螺杆1的肩部110或囊盒主体551可形成有分度孔。星形垫圈118可通过桩1185桩接到囊盒主体551，该桩可以是弹性销、螺钉、销等。或者，分度孔也可形成在垫圈18或星形垫圈118中，并且桩1185可穿过分度孔推入到间隙螺杆1的肩部110中。桩1185可帮助防止间隙螺杆1旋转。

考虑到本文公开的实例的说明书和实践，其他具体实施对于本领域技术人员将是显而易见的。

Claims (15)

1.一种堞形组件，包括：

空动弹簧组件，所述空动弹簧组件包括：

弹簧帽，所述弹簧帽包括帽顶、穿过所述帽顶的销孔、和帽檐；以及

空动弹簧，所述空动弹簧坐靠所述弹簧帽；

上堞形件，所述上堞形件包括管状主体、邻接所述帽檐的上内边缘、和上堞形齿；以及

下堞形件，所述下堞形件包括：

弹簧柱，所述弹簧柱从堞形主体向上延伸并且穿过所述空动弹簧并且穿过所述销孔；以及

下堞形齿，所述下堞形齿从所述堞形主体延伸，

其中所述空动弹簧偏压抵靠所述堞形主体以通过所述帽檐抬升所述上内边缘。

2.根据权利要求1所述的堞形组件，还包括：

间隙螺杆，所述间隙螺杆包括：

间隙螺杆主体的第一外径，所述第一外径被构造为坐置在间隙设定孔中；

所述间隙螺杆主体的第二外径，所述第二外径被构造为延伸出所述间隙设定孔；

内部引导孔，所述内部引导孔包括：

第一内径；以及

第二内径，所述第二内径与所述第一内径呈阶梯状；

其中所述空动弹簧组件坐靠所述第一内径，并且

其中所述弹簧柱从所述堞形主体向上延伸到所述第二内径中。

3.根据权利要求1或2所述的堞形组件，其中所述上堞形件被所述空动弹簧组件偏压以在所述下堞形件的所述堞形主体上方浮动。

4.根据权利要求1或2所述的堞形组件，其中所述管状主体还包括被构造为引导所述空动弹簧的下内边缘。

5.根据权利要求1或2所述的堞形组件，其中所述管状主体包括被构造为与可移动活塞接合的外部致动器狭槽。

6.根据权利要求1或2所述的堞形组件，其中所述管状主体包括被构造为与可移动的有齿齿条接合的外部小齿轮齿。

7.根据权利要求2所述的堞形组件，其中所述弹簧柱终止于所述第二内径内部。

8.根据权利要求2所述的堞形组件，其中所述第二外径从所述第一外径逐步减小。

9.一种包括根据权利要求2所述的堞形组件的摇臂，所述堞形组件安装在囊盒孔中，其中所述囊盒孔包括间隙设定孔和致动孔，其中所述第一外径坐置在所述间隙设定孔中，并且其中所述上堞形件和所述下堞形件坐置在所述致动孔中。

10.一种包括根据权利要求2所述的堞形组件的摇臂，所述堞形组件安装在囊盒主体的囊盒孔中，其中所述第一外径坐置在所述囊盒孔中，并且其中所述第二外径延伸出所述囊盒孔。

11.根据权利要求10所述的摇臂，还包括：

垫圈，所述垫圈坐靠所述囊盒主体并且部分地围绕所述第二外径；

锁定组件，所述锁定组件坐靠所述垫圈；以及

螺母，所述螺母螺纹连接到所述第二外径并且使所述锁定组件抵靠所述垫圈固定。

12.根据权利要求10所述的摇臂，其中所述垫圈包括有齿的星形垫圈，并且其中所述摇臂包括压在所述星形垫圈的齿之间并且压入所述囊盒主体中的桩。

13.根据权利要求10所述的摇臂，其中所述垫圈包括有齿的星形垫圈，并且其中所述摇臂包括压入穿过所述星形垫圈并且压入所述间隙螺杆的肩部中的桩。

14.根据权利要求10所述的摇臂，还包括致动孔和偏压在所述致动孔中的齿条齿轮，其中所述管状主体包括与所述齿条齿轮对准的外部小齿轮部分。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的摇臂，其中所述上堞形件被所述空动弹簧组件偏压以在所述下堞形件的所述堞形主体上方浮动。

Images