用于气门机构或泵传动装置的挺杆及其制造方法

xiaoxiao2020-7-22  2

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用于气门机构或泵传动装置的挺杆及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于气门机构或泵传动装置的挺杆及其制造方法,尤其是杯形挺杆(1),其包括空心柱体式外体,在所述空心柱体式外体的侧面区域(4)上在窗口状的通孔(15)中容纳有防扭转元件(9),所述防扭转元件以头部(10)的靠置面(12、13)靠置于所述侧面区域(4)的外直径(14)上并且以从头部(10)出发的柄(11)延伸穿过通孔(15)。在此,防扭转元件(9)借助焊接连接来附着。为了在给外体带来较小损伤的同时以较低的制造耗费来附着防扭转元件(9),在防扭转元件(9)的柄(11)和内体之间实施有焊接连接,外体将所述内体容纳在自身中并且所述内体与外体连接。
【专利说明】用于气门机构或泵传动装置的挺杆及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于气门机构或泵传动装置(Pumpentrieb)的挺杆,尤其是杯形挺杆,其包括空心柱体式外体,在空心柱体式外体的侧面区域上在窗口状的通孔中容纳有防扭转元件,该防扭转元件以头部的靠置面靠置于侧面区域的外直径上并且以从头部出发的柄延伸穿过通孔。并且其中,防扭转元件借助焊接来附着。本发明还涉及制造前述挺杆的方法。
【背景技术】
[0002]挺杆用于气门机构和泵传动装置,以便与凸轮轴的或泵驱动轴的至少一个凸轮配合作用将该轴的旋转运动转换为气门的或泵活塞的平移运动。在内燃机的气门机构的情况中,挺杆在凸轮轴位于下方情况下在进一步移动时通过推杆和摇臂与所属的换气气门接触,而在凸轮轴位于上方时,在大多数情况下实施成杯形挺杆的挺杆直接置于凸轮和换气气门之间。在泵传动装置中,挺杆也同样通常直接地布置在泵驱动轴的凸轮和相应的泵活塞之间。
[0003]此外,为了最小化摩擦通常要么在挺杆的外体上形成弯曲的滚动面,要么外体设有滚动滚子,所述滚动滚子能转动地支承在外体上并且在凸轮轴的或泵驱动轴的凸轮处滚动。在此,为了确保滚动面或滚动滚子相对于相应的凸轮始终正确地定向并且相应地阻止挺杆的不期望的扭转,挺杆通常设有防扭转元件,利用防扭转元件挺杆在周向方向上固定地沿着行程轴线在邻近构件、例如内燃机的气缸头或泵壳体的引导部中运转。在此,防扭转元件通常压入外体的侧面区域上的相应的通孔中。
[0004]然而,侧面区域的由轻重量造成的较小的壁厚以及热处理和涂层部分地导致:在防扭转元件压入通孔时在通孔的区域中出现开裂。为了避免这种开裂,在制造相应的通孔和在制造所属的防扭转元件时必须相应地保持较小的公差,这带来了相应的制造工艺上的耗费。因此,基于此事实,防扭转元件部分地也以其他方式安装在外体上。
[0005]根据DE102004036106A1得出一种用于内燃机的气门机构的杯形挺杆形式的挺杆。在此,这种挺杆具有空心柱体式外体,在其端侧上形成有用于气门机构的凸轮的配合滚动面,而外体在侧面区域上具有窗口状的通孔。防扭转元件容纳在该通孔中,防扭转元件具有蘑菇形的横截面并且在头部的区域中以靠置面靠置于侧面区域的外直径上,而防扭转元件以从头部出发的柄贯穿通孔并且利用柄附着在通孔中。作为附着的可能性,DE102004036106A1在此建议了防扭转元件的柄与通孔的焊接。

【发明内容】

[0006]从上述现有技术出发,本发明现在的任务是提供一种用于气门机构或泵传动装置的挺杆,其中,在给挺杆的外体带来较小损伤的同时能够以较低的制造耗费来附着防扭转元件。
[0007]从装置技术层面来看,该任务从权利要求1的前序部分出发并结合其特征来解决。关于这种挺杆的制造方法,该任务通过权利要求7的技术指导来解决。相应后续的从属权利要求给出本发明的有利改进方案。
[0008]根据本发明,用于气门机构或泵传动装置的挺杆包括空心柱体式外体,在空心柱体式外体的侧面区域在窗口状的通孔中容纳有防扭转元件,防扭转元件以头部的靠置面靠置于侧面区域的外直径上并且以从头部出发的柄延伸穿过通孔。在此,防扭转元件利用焊接连接来附着。在这里,空心柱体式外体优选以如下方式呈杯形,即,端侧的滚动区域与侧面区域联接,通过滚动区域挺杆在安装状态下与气门凸轮轴的或泵驱动轴的至少一个凸轮接触。在该滚动区域可以容纳有滚动滚子,滚动滚子在至少一个凸轮处滚动并且能转动地通过滚动轴承支承在外体的端侧上,从而能将凸轮轴的或泵驱动轴的转动运动以较小摩擦的方式转换为挺杆的平移运动。对此替选地,端侧的滚动区域也可以设有柱形的配合面,也就是说设有弯曲的接触面,至少一个凸轮在其上滚动。
[0009]此外,防扭转元件尤其设计成沿挺杆的行程方向长形地实施的构件,该构件以其头部在相邻结构物(例如内燃机气缸头或泵壳体)的与头部配套的纵向槽中分布。防扭转元件的柄尤其还具有长方形的几何形状,窗口状的通孔同样与其配套地设计,即,其也具有长方形的几何形状。然而,除此之外的其他横截面也是能设想的,例如三角形的、多角形的或倒圆的几何形状。
[0010]本发明现在包括如下技术指导,S卩,在防扭转元件的柄和内体之间实施有焊接连接,外体将内体容纳在自身中并且内体与外体连接。换句话说,防扭转元件在其柄处与内体焊接,内体放入由空心柱体式外体限定的内部空间中。由此,一方面可以取消将防扭转元件压入窗口状的通孔,由此可以避免通孔处的开裂并且在制造通孔和防扭转元件时的较小的公差不再是必要的。另一方面,防扭转元件可靠地固定在所期望的位置,其中,基于与内置的内体的焊接而可以尽量避免在焊接过程中热能进入外体并由此带来外体的变形。总而言之,在给外体带来较小损伤的同时以较低的制造耗费实现了挺杆的防扭转,其中,防扭转元件的附着能在此以简单的方式于现有的批量过程中完成。
[0011]在此,根据本发明的挺杆尤其是如此地制造,即,首先将防扭转元件利用其柄放入外体的通孔中。随后,将防扭转元件相对于外体沿周向方向取向,其中,防扭转元件的柄与内体焊接。基于该取向和两个部件的后续的焊接,防扭转元件沿挺杆行程方向取向地固定,从而可以取消通过外体中的通孔以其他方式实施的取向。因此,不仅外体中的通孔而且防扭转元件的柄都可以利用较大的公差来制造,其中,防扭转元件的柄在此以间隙配合的方式也就是说沿轴向方向和周向方向具有间隙地贯穿通孔。
[0012]根据本发明另一有利的实施方式,柄的端面与内体上的面对的贴靠面焊接。为此,防扭转元件通过外部焊钳以柄的端侧压靠贴靠面,其中,这两个构件随后在外部焊钳和内部焊钳之间进行电阻焊接。因此,按照有利方式防扭转元件和内体通过简单的和能很好控制的制造工艺彼此连接。此外,两个构件通过电阻焊接的焊接还能够以简单的方式在现有的批量过程中完成。此外,两个构件的焊接可以顺利地以如下方式通过两个焊钳来实现,即,外部焊钳与防扭转元件的头部接触,而内部焊钳在防扭转元件的柄贴靠内体的高度上从径向内部贴靠内体的内侧。通过两个焊钳之间的高电流以及两个构件的压靠,柄和内体在连接部位由于电流而熔融并且在此材料锁合地连接。
[0013]在前述设计方案的改进方案中,防扭转元件相对于外体的取向通过设置在外部焊钳上的引导表面来实施,换句话说,外部焊钳在面对防扭转元件的头部的侧上设有相应成形的表面,通过该表面防扭转元件相对于外体沿周向方向取向。引导表面在头部具有长方形横截面时可以设计成平直的引导表面,而在头部具有倒圆的横截面时,外部焊钳也设有相应的倒圆的表面,在此,该倒圆的表面尤其是带有比防扭转元件的头部更小的弯曲地设计。在这两种情况中,通过引导表面的适配于防扭转元件的头部的相应形状,在焊接之前确保了防扭转元件在外体的通孔中的正确取向。
[0014]根据本发明的另一有利实施方式,防扭转元件以柄的端侧通过外部焊钳压靠内体的径向向外凸起的凸出部,其中,在电阻焊接防扭转元件和内体时凸出部在形成贴靠面的情况下熔化,并且防扭转元件在熔化过程中利用其头部来止挡压靠到外体的外直径上。防扭转元件与内体的焊接按照电阻凸焊的形式来实现,其中,以凸出部形式存在的凸起被熔化,并且之后在该区域中在防扭转元件和内体之间形成焊接连接。在此,径向凸出部优选对应于内部焊钳的焊接电极地形成,从而在凸出部熔化之后不再存有电阻。
[0015]在本发明的改进方案中,防扭转元件以柄径向地伸入内体上的在周向方向由通孔覆盖的凹入部中,贴靠面形成在所述凹入部的底部区域中。由此,内体相对于防扭转元件以及相对于外体的相对位置通过设置在内体上的凹入部限定。
[0016]根据本发明,外体是杯形件,在所述杯形件中引入有形成内体的漏斗,其中,漏斗连同杯形件一起限定位于其间的油室。根据本发明的挺杆在这种情况下实施为杯形挺杆,其中,通过位于其间的油室可以给液压间隙补偿装置供应为此所需的油。替选于此地,根据本发明的挺杆也可以是滚子挺杆,其中,同样设置有液压间隙补偿。
[0017]根据本发明的实施方式,防扭转元件整体上具有蘑菇形的横截面。由此,防扭转元件具有头部和柄地设计,其中,一方面基于头部来阻止不期望地穿过通孔,另一方面在挺杆于邻近构件中可靠地引导的情况下还具有紧凑的尺寸。
[0018]本发明不局限于并列权利要求的或者从属权利要求的所说明的组合。从权利要求、实施方式的以下说明或者从附图中得到的单个特征的彼此组合也得到很多可能性。权利要求通过应用附图标记来参引附图不应当限制权利要求的保护范围。
【专利附图】

【附图说明】
[0019]下面结合附图进一步说明本发明的优选实施方式。其中:
[0020]图1示出根据本发明的优选实施方式的根据本发明的挺杆的剖视图,并且在防扭转部的区域中剖切;
[0021]图2示出沿图1的线A-A剖切的另一剖视图;
[0022]图3示出图1的挺杆的另一剖视图,即,在防扭转元件与挺杆内体焊接之前;以及
[0023]图4示出沿图3的线B-B剖切的另一剖视图。
【具体实施方式】
[0024]从图1得到根据本发明的优选实施方式的根据本发明的挺杆的剖视图。在此,该挺杆设计为杯形挺杆1,杯形挺杆I具有杯形件2形式的空心柱体式外体,其由带有柱形滚动面的、端侧的滚动区域3和侧面区域4组成。此外,在通过侧面区域4和滚动区域3限定的空心柱体中容纳有漏斗5形式的内体,其与杯形件2通过如下方式抗相对转动地连接,即,例如在漏斗5和侧面区域4之间设置有环绕的焊接连接。在此,漏斗5连同杯形件2 —起限定液压间隙补偿装置7的位于其间的油室6,液压间隙补偿装置7的更准确的结构对本领域的专业人员而言是公知的,因此下面不再进一步说明。
[0025]在安装状态下,杯形挺杆I是气门机构的一部分并且利用滚动区域3的滚动面与气门凸轮轴的至少一个凸轮接触,其中,通过该凸轮轴的至少一个凸轮能将凸轮轴的旋转运动转换为杯形挺杆的相应的行程运动,该行程运动通过位于中间的液压间隙补偿装置7传递至所属的换气气门。在此,杯形挺杆I在其移动时在邻近的构件中尤其是在相应的内燃机的气缸头中引导。因为不允许滚动区域3的柱形构造的滚动面相对于至少一个凸轮沿周向方向扭转,所以杯形挺杆I具有防扭转元件9形式的防扭转部8,通过防扭转部8杯形挺杆I与为此对应地设计的、沿行程方向定向的凹槽相互作用以阻止其沿周向方向扭转。
[0026]如结合图2的另一剖视图可看出的那样,防扭转元件9具有蘑菇形的横截面,其由头部10和与其联接的柄11组成。在此,防扭转元件9以靠置面12和13分别靠置于侧面区域4的外直径14上,而柄11通过在侧面区域中形成的、窗口状的通孔15向漏斗5方向延伸。在此,柄11在间隙配合的情况下贯穿通孔15并且伸入到漏斗5的凹入部16中,凹入部16在周向方向由通孔15覆盖并且在其底部区域中形成用于柄11的贴靠面17。柄11现在端侧地与贴靠面17焊接,从而与头部10在外直径14上的靠置相结合,防扭转元件9保持在侧面区域4和漏斗5上。在杯形挺杆I的安装状态下,防扭转元件9在此以头部10的周向侧的端部与邻近的凹槽接触。
[0027]此处,漏斗5和防扭转元件9之间的焊接连接通过电阻凸焊来形成,其中,现在根据其他的图3和图4说明杯形挺杆I的准确制造:首先防扭转元件9以其柄11放入杯形件2的通孔15中,其中,已经提前安装了杯形件2、漏斗5和液压间隙补偿装置7。在此,防扭转元件9通过外部焊钳18向着凹入部16的径向向外凸起的凸出部19压靠,其中,在该凸出部19的后部区域中利用内部焊钳20反向保持。如由图4可以看出的那样,外部焊钳18在此具有面对防扭转元件9的头部10的弯曲地实施的引导表面21。在此,该引导表面21具有比头部10更小的弯曲度,从而防扭转元件9在放入通孔15中时沿周向方向取向,也就是说,阻止防扭转元件在通孔15中处于倾斜位置。
[0028]接下来,高的电流通过焊钳18和20传导经过防扭转元件9和漏斗5的凸出部19,这导致了凸出部19熔化并且在防扭转元件9的柄11和漏斗5之间形成材料锁合的连接。在熔化期间,防扭转元件9在此通过外部焊钳18来止挡压靠到侧面区域4的外直径14上。
[0029]因此,利用挺杆的根据本发明的设计方案以及通过用于制造这种挺杆的根据本发明的方法可以用较低的制造技术耗费来设计防扭转部8。在此,在焊接过程中尽量避免热能对外体的损伤。另外,借助电阻焊接可以非常顺利地在现有的批量生产中完成防扭转部的制造。
[0030]附图标记列表
[0031]I 杯形挺杆
[0032]2 杯形件
[0033]3 滚动区域
[0034]4 侧面区域
[0035]5 漏斗[0036]6油室
[0037]7液压间隙补偿装置
[0038]8防扭转部
[0039]9防扭转元件
[0040]10 头部
[0041]11 柄
[0042]12 靠置面
[0043]13 靠置面
[0044]14 外直径
[0045]15 通孔
[0046]16 凹入部
[0047]17 贴靠面
[0048]18 外部焊钳
[0049]19 凸出部
[0050]20 内部焊钳
[0051]21 引导表面
【权利要求】
1.用于气门机构或泵传动装置的挺杆,尤其是杯形挺杆(I),所述挺杆包括空心柱体式外体,在所述空心柱体式外体的侧面区域(4)上在窗口状的通孔(15)中容纳有防扭转元件(9),所述防扭转元件以头部(10)的靠置面(12、13)靠置于所述侧面区域(4)的外直径(14)上并且以从所述头部(10)出发的柄(11)延伸穿过所述通孔(15),并且其中,所述防扭转元件(9)借助焊接连接来附着,其特征在于,在所述防扭转元件(9)的柄(11)和内体之间实施有所述焊接连接,所述外体将所述内体容纳在自身中并且所述内体与所述外体连接。
2.根据权利要求1所述的挺杆,其特征在于,所述防扭转元件(9)的柄(11)以间隙配合的方式贯穿所述通孔(15)。
3.根据权利要求1所述的挺杆,其特征在于,所述柄(11)的端面与所述内体上的面对的贴靠面(17)焊接。
4.根据权利要求3所述的挺杆,其特征在于,所述防扭转元件(9)以所述柄(11)径向地伸入所述内体上的在周向方向由所述通孔(15)覆盖的凹入部(16)中,所述贴靠面(17)形成在所述凹入部的底部区域中。
5.根据权利要求1所述的挺杆,其特征在于,所述外体是杯形件(2),形成所述内体的漏斗(5)引入在所述杯形件中,其中,所述漏斗(5)连同所述杯形件(2)—起限定位于其间的油室(6)。
6.根据权利要求1所述的挺杆,其特征在于,所述防扭转元件(9)整体上具有蘑菇形的横截面。
7.用于制造根据前述权利要求之一所述的挺杆的方法,所述方法包括如下制造步骤: -将防扭转元件(9)利用其柄(11)放入外体的通孔(15)中; -将所述防扭转元件(9 )相对于所述外体沿周向方向取向;并且 -将所述防扭转元件(9 )的柄(11)与内体焊接。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,将所述防扭转元件(9)通过外部焊钳(18)以所述柄(11)的端侧压靠所述内体的贴靠面(17),其中,于是将所述防扭转元件(9)和所述内体在所述外部焊钳(18 )与内部焊钳(20 )之间进行电阻焊接。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述防扭转元件(9)相对于所述外体的取向通过设置在所述外部焊钳(18)上的引导表面(21)来实施。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述防扭转元件(9)以所述柄(11)的端侧压靠所述内体的径向向外凸起的凸出部,其中,在电阻焊接防扭转元件(9)和内体时所述凸出部熔化并且所述防扭转元件(9)在熔化过程中利用其头部(10)来止挡压靠到所述外体的外直径(14)上。
【文档编号】F04B9/04GK103452613SQ201310215078
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】克里斯托弗·罗斯, 亚历山大·贝克尔, 约瑟夫·格罗舍尔 申请人:谢夫勒科技股份两合公司

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