CN115485462A - 具有冲压内臂构型的切换摇臂 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于气门致动的切换滚轮指状从动件(SRFF)组件，该组件包括外臂和内臂，该内臂经由枢轴枢转地耦接到该外臂，并且至少部分地设置在该外臂内。该内臂是一体形成的并且具有第一内侧臂和第二内侧臂，该第一内侧臂和第二内侧臂具有相应的横向间隔开的纵向弯曲部，该纵向弯曲部各自限定销孔。弹簧接合销延伸穿过该销孔，一对空转弹簧由该枢轴支撑，内辊能够旋转地耦接到该内臂，并且一对外辊设置在由该外臂支撑的相应轴上。

Description

具有冲压内臂构型的切换摇臂

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年4月6日提交的美国临时申请第63/005,768号的权益。上述申请的公开内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开大体上涉及可切换摇臂组件，并且更具体地，涉及一种具有冲压内臂的切换滚轮指状从动件(SRFF)，该冲压内臂包括纵向弯曲部、止动特征部和紧凑的闩锁设计。

背景技术

切换摇臂允许通过在两个或更多个状态之间交替来控制气门致动，通常涉及多个臂，诸如内臂和外臂。在一些情况下，这些臂接合不同的凸轮凸角，诸如低升程凸角、高升程凸角和无升程凸角。切换摇臂可被实现为通常称为可变气门正时(VVT)或可变气门致动(VVA)的系统的一部分，以改善燃料经济性、减少排放并改善驾驶员在一定速度范围内的舒适度。需要用于以适合于内燃机操作的方式来切换摇臂模式的机构。

几种类型的VVA摇臂组件包括在外摇臂内的内摇臂，内摇臂和外摇臂通过扭转弹簧偏置在一起。切换摇臂允许通过在闩锁状态和未闩锁状态之间交替来控制气门致动。当处于闩锁位置时，闩锁致使内摇臂和外摇臂两者作为单个单元移动。当未闩锁时，允许内臂和外臂彼此独立地移动。在一些情况下，这些臂可接合不同的凸轮凸角，诸如低升程凸角、高升程凸角和无升程凸角。需要用于以适合于内燃机操作的方式来切换摇臂模式的机构。

本文所提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的上下文的目的。当前指定的发明人的工作，在某种程度上其在本背景技术部分以及在提交时可能不具有其他资格作为现有技术的说明书的各个方面中进行描述，既不明确也不暗示地被承认为针对本公开的现有技术。

发明内容

在一个示例方面，提供了一种用于气门致动的切换滚轮指状从动件(SRFF)组件。该SRFF组件包括外臂和内臂，该内臂经由枢轴枢转地耦接到该外臂，并且至少部分地设置在该外臂内。该内臂是一体形成的并且具有第一内侧臂和第二内侧臂，该第一内侧臂和第二内侧臂具有相应的横向间隔开的纵向弯曲部，该纵向弯曲部各自限定销孔。弹簧接合销延伸穿过该销孔，一对空转弹簧由该枢轴支撑，内辊能够旋转地耦接到该内臂，并且一对外辊设置在由该外臂支撑的相应轴上。

除了前述内容之外，所描述的SRFF组件可以包括以下特征中的一个或多个：其中相应的纵向弯曲部彼此偏移预定距离；其中该弹簧接合销在其上限定压接区域；其中每个空转弹簧具有接合该弹簧接合销的相应压接区域的第一端部，该压接区域减少相应空转弹簧上的接触应力；其中该第一内侧臂和该第二内侧臂各自具有衬套孔以接纳衬套和内辊轴；并且其中该内辊通过该衬套能够旋转地耦接到该内臂。

除了前述内容之外，所描述的SRFF组件可以包括以下特征中的一个或多个：其中该外臂包括位于该外臂上的止动特征部，该止动特征部被构造成使该内臂相对于该外臂的旋转停止；其中该止动特征部包括该外臂上的材料，该材料限定将由该内臂接触的肩部；其中该止动特征部包括从该外臂延伸出的止动销；闩锁组件被构造成将该内臂选择性地闩锁到该外臂以防止该两者之间的相对运动；并且其中该闩锁组件包括闩锁销，该闩锁销滑动地接纳在形成于该外臂中的闩锁孔内。

除了前述内容之外，所描述的SRFF组件可以包括以下特征中的一个或多个：其中该外臂包括流体地耦接到该闩锁孔的液压端口；其中该液压端口被构造成从液压间隙调节器选择性地接收加压流体；其中该闩锁组件还包括可操作地与该闩锁销相关联的闩锁保持架；其中该闩锁保持架经由偏置构件偏置远离该闩锁销；其中该闩锁销限定闩锁保持架腔室，该闩锁保持架腔室被构造成选择性地接纳该闩锁保持架的指状部的至少一部分；并且其中该闩锁保持架指状部包括搁板区域，并且其中该闩锁保持架包括平坦部，其中该平坦部被构造成接合该闩锁保持架的该搁板区域并且抑制该闩锁销的旋转。

在一个示例方面，提供了一种用于气门致动的切换滚轮指状从动件(SRFF)组件。该SRFF组件包括外臂和内臂，该内臂经由枢轴枢转地耦接到该外臂，并且至少部分地设置在该外臂内。该内臂是一体形成的并且包括第一内侧臂和第二内侧臂，该第一内侧臂和该第二内侧臂具有相应的纵向弯曲部，该纵向弯曲部各自限定销孔。弹簧接合销延伸穿过该销孔并且在该弹簧接合销上限定压接区域。一对空转弹簧由该枢轴支撑并且具有接合该弹簧接合销的相应压接区域的端部，该压接区域减少相应空转弹簧上的接触应力。内辊通过衬套耦接到该内臂，并且一对外辊设置在由该外臂支撑的相应轴上。

除了前述内容之外，所描述的SRFF组件可以包括以下特征中的一个或多个：其中相应的纵向弯曲部横向间隔开并且彼此偏移预定距离；和闩锁组件，该闩锁组件被构造成将该内臂选择性地闩锁到该外臂以防止该两者之间的相对运动，该闩锁组件包括：闩锁销，该闩锁销滑动地接纳在形成于该外臂中的闩锁孔内，该闩锁销限定内部闩锁保持架腔室和平坦部；闩锁保持架，该闩锁保持架具有被构造成至少部分地接纳在该闩锁保持架腔室内的指状部，该指状部包括搁板区域，其中该平坦部被构造成接合该闩锁保持架的该搁板区域并且抑制该闩锁销的旋转；以及偏置构件，该偏置构件被构造成将该闩锁销偏置远离该闩锁保持架。

附图说明

图1A是根据本公开的一个示例构造的切换滚轮指状从动件(SRFF)的平面图；

图1B是用于与图1A的SRFF配合使用的示例性凸轮轴凸角构型；

图2是图1A的SRFF的透视图；

图3是构造在图2的SRFF的外臂上的示例性止动特征部的细节图；

图4是根据本公开的另一示例构造的并且结合有根据其他特征部的止动销的SRFF的透视图；

图5是构造在图4的SRFF的外臂上的示例性止动销的细节图；

图6是图1A的SRFF的示例性内臂的侧视图；

图7是图6的内臂的平面图，其示出延伸穿过销孔的销；

图8是另一内臂的平面图，该内臂可以与SRFF一起使用并且示出材料被去除以容纳模具；

图9是沿图1A的线9-9截取的闩锁组件的剖视图；

图10是沿图9的线10-10截取的并且示出闩锁销接合且未旋转的闩锁组件的剖视图；

图11是图10的闩锁组件的剖视图并且示出了闩锁销旋转直到闩锁销上的平坦部接合闩锁保持架的搁板区域；

图12A是图9所示的闩锁组件的闩锁销的前透视图；

图12B是图12A所示的闩锁销的后透视图；

图13A是图9所示的闩锁组件的闩锁保持架的透视图；并且

图13B是图13A所示的闩锁保持架的端视图。

具体实施方式

如将从以下讨论中认识到，本公开提供了一种具有冲压内臂的切换滚轮指状从动件(SRFF)组件，该冲压内臂具有改进的纵向弯曲部、止动特征部和紧凑的闩锁设计。纵向弯曲部相对于彼此偏移以免接触，这些纵向弯曲部被结合在内臂几何结构上。用于使空转弹簧旋转停止的反作用销已在内臂的一端部移动。在一种构型中，使用外臂上的材料来停止内臂旋转。在另一种构型中，将销结合在外臂上，并且被构造成使内臂旋转停止。还公开了一种新的闩锁销和保持架构型。

首先参考图1A至图3，示出了根据本公开的一个示例构造的SRFF组件，并且其整体上被标识为附图标记10。图4和图5示出了根据本公开的另一示例构造的具有不同止动布置结构的SRFF组件10，如本文更详细地描述的。类似的部件用类似的附图标记来标识。在示例性实施方案中，SRFF组件10通常包括内臂12和外臂14。默认构型处于正常升程(闩锁)位置，其中内臂12和外臂14锁定在一起，使得发动机气门(未示出)打开并且允许气缸像在标准气门机构中那样操作。当闩锁组件16接合时(例如，来自控油阀的油进液至图9的液压间隙调节器18以使闩锁组件16接合)，内臂12和外臂14像标准摇臂一样一起操作以打开发动机气门。在辅助(未闩锁)位置处，内臂12和外臂14可以独立地移动以实现来自SRFF组件10的期望辅助功能。

在示例性实施方案中，内臂12和外臂14均安装到枢转轴20，该枢转轴将内臂12固定到外臂14，同时还允许在SRFF组件10处于未闩锁状态时围绕枢转轴20枢转的旋转自由度。一对空转的扭转弹簧22被固定到枢转轴20并且被构造成偏置内臂12的位置，使得其始终回到相关升程可以启动的起始位置。如图1A所示，外臂14包括第一外侧臂30和第二外侧臂32。第一外侧臂30和第二外侧臂32各自包括轴36，该轴支撑设置在第一外侧臂30和第二外侧臂32中的每个外侧臂的外侧的外辊38。

继续参考图1A至图5，并且另外参考图7和图8，将描述内臂12的另外的特征部。如图1A所示，内臂12设置在第一外侧臂30和第二外侧臂32之间。内臂12包括由连接构件44耦接的第一内侧臂40和第二内侧臂42。第一内侧臂40和第二内侧臂42各自包括孔46，该孔被构造成接纳穿过其中的衬套48和轴50。内辊52通过位于第一内侧臂40和第二内侧臂42之间的衬套48和轴50耦接到内臂12。

出于示例性目的，如图1B所示，凸轮54被构造成与SRFF组件10配合使用。在例示的示例中，凸轮54包括内凸轮56和一对外凸轮58。内凸轮56被构造成与内辊52接合，而外凸轮58被构造成与外辊38接合。

继续参考图6至图8，在示例性实施方案中，冲压内臂12的几何结构有利地提供了SRFF 10的改进刚度和封装，从而减小了衬垫/滚轮区域中的总宽度。此外，采用两个附加的折叠操作来创建内臂弯曲部40A和42A(图7)的几何结构，从而减小气门区域中内臂12的宽度。通过减小该区域中的宽度，空转弹簧22可以在外侧臂30、32(参见图1A)的外侧移动，从而保持封装并提高空转弹簧22的性能。特别地，经改进的封装允许在分配空间中增加线圈数量和弹簧直径。

如图7所示，在示例性具体实施中，第一内侧臂40包括第一纵向弯曲部40A，并且第二内侧臂42包括第二纵向弯曲部42A。如图所示，第一纵向弯曲部40A和第二纵向弯曲部42A横向间隔或偏移，并且不接触，使得在其间限定预定距离60。在一些示例中，距离60大于模具宽度。就这一点而言，可能不需要压印或其他操作(图7)。在其他示例中，来自第一纵向弯曲部40A和第二纵向弯曲部42A的材料可以用压印或其他操作去除(图8)，以确保有足够空间使模具压接弹簧接合销62，如本文更详细地描述。

继续参考图2、图4和图7，将描述SRFF组件10的附加特征部。在示例性具体实施中，弹簧接合销62延伸穿过通过弯曲部40A和42A限定的销孔64。如图所示，弹簧接合销62限定压接区域66，该压接区域被构造成接纳相应的空转弹簧22。压接区域66有利地减少了空转弹簧22上的接触应力。如果没有足够空间使模具压接弹簧接合销62，则使用压印或其他操作来去除内臂12上的材料68(图7)。然而，本领域技术人员将理解，压接区域可以沿弹簧接合销62的长度设置在任何合适的位置，以容纳空转弹簧22，诸如，例如在空转弹簧22被构造成在内臂12的内部使用的情况下。

具体参考图2，将描述示例性止动特征部70。在不需要凸轮间隙的示例中，止动特征部70可以通过外臂14上的材料来提供，诸如例如肩部72。就这一点而言，当摇臂10未装配在发动机上时，止动特征部70可以使内臂12的旋转(例如，在图2中为逆时针)停止。在图4和图5所示的其他示例中，如果需要凸轮间隙，则在外臂14上装配止动销80形式的另一止动特征部，以阻止内臂12的旋转。此类止动特征部70、80允许去除现有技术系统中使用的浮动轴构型。在一个特定示例中，将浮动轴构型替换为包括内臂12上的衬套48和轴50的构型整体上提高了SRFF10的刚度，并且允许在外辊38相对于内辊52的位置中存在更多自由度。

现在转向图9至图13，将更详细地描述闩锁组件16。在示例性实施方案中，闩锁组件16通常包括闩锁销100、闩锁保持架102和闩锁偏置构件104(例如，弹簧)。闩锁销100被滑动地接纳在形成于外臂14中的闩锁孔106内，并且被构造成在展开的闩锁位置(图9)与缩回的未闩锁位置(未示出)之间移动。在闩锁位置，闩锁销100延伸以接合内臂12并且防止相对于外臂14的旋转。在未闩锁位置，闩锁销100缩回到闩锁孔106中并且不再接合内臂12以允许相对于外臂14的旋转。

如图9所示，闩锁销100限定内部闩锁保持架腔室108和外部腔室110。闩锁保持架腔室108被构造成接纳闩锁保持架102的指状部112，并且外部腔室110限定被构造成接纳闩锁偏置构件104的一端部的支座114。闩锁保持架102包括凸缘116，该凸缘被构造成接纳并安置闩锁偏置构件104的另一端部，该另一端部被构造成将闩锁销100远离闩锁保持架102并朝向闩锁位置而偏置。液压端口118(图9)被构造成接收来自HLA 18的加压流体(例如，油)，以将闩锁销100朝向闩锁保持架102移动到未闩锁位置，并且该闩锁保持架包括被构造成从SRFF组件10排出油的切口或窗口120(图13B)。

在示例性实施方案中，闩锁保持架腔室108通常位于闩锁销100的体积‘V’(图9)上。闩锁保持架102的指状部112包括搁板区域122，并且限定在闩锁保持架腔室108中的闩锁销100上的平坦部124被构造成接合闩锁保持架102的搁板区域122。如图11所示，闩锁销100的旋转通过闩锁销100的平坦部124与闩锁保持架102的搁板区域122之间的接合而停止。有利地，在示例性具体实施中，闩锁偏置构件104的直径可以增加，从而降低弹簧比率并提高闩锁偏置构件104的性能。

本文描述了用于切换滚轮指状从动件组件的系统和方法，该组件具有独特的纵向内臂弯曲部和止动特征部，并且具有紧凑的闩锁设计。这些纵向弯曲部间隔开并且包括反作用销，以限制位于内臂的端部处的空转弹簧的旋转。利用外臂上的外臂垫或销上的材料防止内臂的旋转。此外，两个附加的折叠操作减小了气门区域中内臂的宽度。内臂上的防旋转销被压接在中间，以使该销在销与空转弹簧接触的区域中变形。闩锁保持架上的搁板在闩锁销内部腔室上是间隙配合的，并且利用搁板区域来使闩锁销的旋转停止。冲压内臂的独特几何结构有利地改善了刚度和封装，避免了纵向弯曲部之间的接触，并且减少了空转弹簧上的接触应力。此外，闩锁销和闩锁保持架设计改进了封装，从而改进了闩锁压缩弹簧性能和系统的响应时间。

已出于说明和描述的目的提供了这些示例的上述描述。并非意图是详尽的或限制本公开。特定示例的各个元件或特征通常不限于该特定示例，而是在适用的情况下是可互换的并且可用于所选示例中，即使未具体示出或描述也是如此。其可也按许多方式进行改变。此类变型形式不应被视为脱离了本公开，并且所有此类修改形式都旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种用于气门致动的切换滚轮指状从动件(SRFF)组件，所述SRFF组件包括：

外臂；

内臂，所述内臂经由枢轴枢转地耦接到所述外臂并且至少部分地设置在所述外臂内，所述内臂是一体形成的并且具有第一内侧臂和第二内侧臂，所述第一内侧臂和所述第二内侧臂具有相应的横向间隔开的纵向弯曲部，所述纵向弯曲部各自限定销孔；

弹簧接合销，所述弹簧接合销延伸穿过所述销孔；

一对空转弹簧，所述一对空转弹簧由所述枢轴支撑；

内辊，所述内辊能够旋转地耦接到所述内臂；以及

一对外辊，所述一对外辊设置在由所述外臂支撑的相应轴上。

2.根据权利要求1所述的SRFF，其中所述相应的纵向弯曲部彼此偏移预定距离。

3.根据权利要求1所述的SRFF，其中所述弹簧接合销在其上限定压接区域。

4.根据权利要求3所述的SRFF，其中每个空转弹簧具有接合所述弹簧接合销的相应压接区域的第一端部，所述压接区域减少相应空转弹簧上的接触应力。

5.根据权利要求1所述的SRFF，其中所述第一内侧臂和所述第二内侧臂各自具有衬套孔以接纳衬套和内辊轴。

6.根据权利要求5所述的SRFF，其中所述内辊通过所述衬套能够旋转地耦接到所述内臂。

7.根据权利要求1所述的SRFF，其中所述外臂包括位于所述外臂上的止动特征部，所述止动特征部被构造成使所述内臂相对于所述外臂的旋转停止。

8.根据权利要求7所述的SRFF，其中所述止动特征部包括所述外臂上的材料，所述材料限定将由所述内臂接触的肩部。

9.根据权利要求7所述的SRFF，其中所述止动特征部包括从所述外臂延伸出的止动销。

10.根据权利要求1所述的SRFF，还包括闩锁组件，所述闩锁组件被构造成将所述内臂选择性地闩锁到所述外臂以防止所述两者之间的相对运动。

11.根据权利要求10所述的SRFF，其中所述闩锁组件包括闩锁销，所述闩锁销滑动地接纳在形成于所述外臂中的闩锁孔内。

12.根据权利要求11所述的SRFF，其中所述外臂包括流体地耦接到所述闩锁孔的液压端口。

13.根据权利要求12所述的SRFF，其中所述液压端口被构造成从液压间隙调节器选择性地接收加压流体。

14.根据权利要求11所述的SRFF，其中所述闩锁组件还包括可操作地与所述闩锁销相关联的闩锁保持架。

15.根据权利要求14所述的SRFF，其中所述闩锁保持架经由偏置构件偏置远离所述闩锁销。

16.根据权利要求14所述的SRFF，其中所述闩锁销限定闩锁保持架腔室，所述闩锁保持架腔室被构造成选择性地接纳所述闩锁保持架的指状部的至少一部分。

17.根据权利要求16所述的SRFF，其中所述闩锁保持架指状部包括搁板区域，并且其中所述闩锁保持架包括平坦部，其中所述平坦部被构造成接合所述闩锁保持架的所述搁板区域并且抑制所述闩锁销的旋转。

18.一种用于气门致动的切换滚轮指状从动件(SRFF)组件，所述SRFF组件包括：

外臂；

内臂，所述内臂经由枢轴枢转地耦接到所述外臂并且至少部分地设置在所述外臂内，所述内臂是一体形成的并且具有第一内侧臂和第二内侧臂，所述第一内侧臂和所述第二内侧臂具有相应的纵向弯曲部，所述纵向弯曲部各自限定销孔；

弹簧接合销，所述弹簧接合销延伸穿过所述销孔并且在所述弹簧接合销上限定压接区域；

一对空转弹簧，所述一对空转弹簧由所述枢轴支撑并且具有接合所述弹簧接合销的所述相应压接区域的端部，所述压接区域减少所述相应空转弹簧上的接触应力；

内辊，所述内辊通过衬套耦接到所述内臂；以及

一对外辊，所述一对外辊设置在由所述外臂支撑的相应轴上。

19.根据权利要求18所述的SRFF，其中所述相应的纵向弯曲部横向间隔开并且彼此偏移预定距离。

20.根据权利要求19所述的SRFF，还包括闩锁组件，所述闩锁组件被构造成将所述内臂选择性地闩锁到所述外臂以防止所述两者之间的相对运动，所述闩锁组件包括：

闩锁销，所述闩锁销滑动地接纳在形成于所述外臂中的闩锁孔内，所述闩锁销限定内部闩锁保持架腔室和平坦部；

闩锁保持架，所述闩锁保持架具有被构造成至少部分地接纳在所述闩锁保持架腔室内的指状部，所述指状部包括搁板区域，其中所述平坦部被构造成接合所述闩锁保持架的所述搁板区域并且抑制所述闩锁销的旋转；以及

偏置构件，所述偏置构件被构造成将所述闩锁销偏置远离所述闩锁保持架。

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