專利名稱：搖臂組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及用于內(nèi)燃機中的閥操作機構(gòu)，尤其涉及一種具有滾動件的擺動搖臂組件的子組件。
通常，具有滾動件的搖臂組件被支承在垂直安裝在自發(fā)動機氣缸蓋延伸的支承軸上，該搖臂被樞接在該支承軸上，支承軸用作內(nèi)滾道，借助于拉伸罩，滾針軸承被安裝在該搖臂上?；蛘撸稍谠撝С休S上安裝一軸承套，以提供內(nèi)滾道，從而允許使用非圓柱支承臂，并便于使用粉末金屬模壓件。
在搖臂工作期間，由于固有制造偏差和撓曲，對于現(xiàn)有的搖臂組件，沿滾動件長度很難獲得均勻的負荷。搖臂組件的零件不同心使?jié)L動件在一端受不均稱的徑向負荷，縮短了搖臂組件的使用壽命。因此，需要提供一種控制組件，當(dāng)出現(xiàn)這種不同心時，沿滾動件的長度達到更為均勻的徑向負荷分配。
以上說明了存在于現(xiàn)有搖臂軸承組件內(nèi)的已知限制。這樣，提供一種旨在克服一個或多個上述限制的替代方案，顯然是有利的。因此，提供了一種適當(dāng)?shù)奶娲桨?，它包括下面更充分公開的一些特點。
按照本發(fā)明的一個方面，這是通過提供一種包括一個搖臂和一個能繞螺栓裝置轉(zhuǎn)動的軸承支承件的搖臂組件來實現(xiàn)的。該軸承支承件的的兩支承臂沿相反方向延伸，每一支承臂有一能和搖臂接合的上置軸承罩。在軸承支承件和軸承罩之間形成的環(huán)形空間內(nèi)的滾動件提供了搖臂的相對于軸承支承件的自由旋轉(zhuǎn)擺動。至少一個支承臂有一帶凸面的表面，當(dāng)搖臂組件的零件出現(xiàn)不同心時，使徑向負荷沿滾動件的長度分布。
按照本發(fā)明的另一方面，這是通過提供裝于搖臂內(nèi)的軸承組件來達到。
按照下面連同附圖一起所作的詳細敘述，本發(fā)明上述和其它方面會變得明顯。


圖1表示本發(fā)明的搖臂組件的第一實施例；圖2為圖2搖臂組件的放大橫剖視圖；圖3為圖1搖臂組件的軸承蓋的側(cè)視圖；圖4表示圖1搖臂組件的軸承支承件；圖5為圖1搖臂組件軸承支承件的放大側(cè)視圖；圖6表示本發(fā)明的搖臂組件的第二實施例的橫剖視圖；圖7為本發(fā)明的圖6實施例的分解圖；其中部分已切開。
現(xiàn)在參照附圖，圖1表示本發(fā)明的第一實施例，其搖臂10通過滾子軸承14支承支承件12上，以構(gòu)成應(yīng)用于內(nèi)燃機中的搖臂組件。
搖臂10具有用于跟一未示的推桿嚙合的第一端16和用于跟一未示的提升閥閥桿嚙合的第二端18。該搖臂組件用螺栓、有頭螺釘或其它螺栓裝置20安裝在發(fā)動機上。在該所示的實施例中，搖臂10是一個包括了提供額外剛度的加強腹板22突緣24的鑄件結(jié)構(gòu)。然而，本發(fā)明的搖臂組件可采用模壓或鑄造的各種搖臂結(jié)構(gòu)。
如圖2中所示，軸承支承件12有一基本垂直的孔26，用于容納安裝搖臂組件的螺栓裝置20。軸支承件12具有支承臂28和30，它們沿垂直于螺栓裝置20的公共軸線的相反方向延伸。滾柱軸承借助于內(nèi)軸承套沿該軸安裝于支承臂28和30上，內(nèi)軸承套為滾動件3 4提供內(nèi)軌道。滾柱軸承14可采用所示的全套滾柱，也可采用具有或沒有保持架其它形式滾動件34。
滾動件34處于在內(nèi)套32和軸承罩6之間構(gòu)成的環(huán)形空間。軸承罩36有一公共的軸線，并通過任何固定方式剛性安裝于搖臂10的兩分隔的側(cè)部。例如在所示實施例中，該側(cè)部內(nèi)的孔跟軸承罩36形成壓配合。支承件12的橫截面小于搖臂10的側(cè)部內(nèi)的孔，因此，裝配時容許支承件12經(jīng)這兩孔中的一個插入。
軸承罩36為開式。也就是說，該軸承罩有一底面，二圓柱側(cè)面37和一開口頂。如在序號為08/08572的申請人的共同未決申請中所公開的，該底面是階梯形的，也就是說，一徑向向內(nèi)延伸的第一部38和一徑向向內(nèi)延伸的第二部40兩者是軸向偏位的。第一部38可跟滾動件34的端部嚙合，以限制滾動件軸向向移動，而第二部40可跟阻擋面(下面敘述)嚙合，以限制搖臂10相對于支承件12軸向位移。
在該優(yōu)先實施例中，軸承罩36用簡便的拉伸工藝來制成，使第一部分38和第二部分40成為垂直于軸承罩36的軸線的徑向面，并由圓柱部42連接。然而，本發(fā)明領(lǐng)先考慮了軸承罩36的其它形狀階梯形底面，例如38和40部分可以是曲面或相對于滾動軸承14的軸線成角度，并可由一維形或曲面部分連接，以提供所希望的端部38和40的軸向偏位。
軸承套32制有向外延伸的突緣46，它們可跟滾動件34的端部嚙合，以限制軸向朝螺栓裝置20移動。向內(nèi)延伸的凸緣44靠在支承臂28和30的凹進端面48上，以確保向內(nèi)延伸的突緣44的適當(dāng)?shù)妮S向定位。軸承套32的圓柱部50為滾動件34提供一內(nèi)軌道，并因允許支承臂28和30具有非圓柱外形，便于使用支承件12的粉末金屬模壓件，說明如下。
在該第一實施例中，向內(nèi)延伸突緣44提供了由軸承罩第二部分40嚙合的止擋面(上面已敘述)，以限制搖臂10相對于支承件2的軸向位移，然而，軸承罩部分40可周樣有效地直接跟支承臂28和30的端面嚙合。在實施本發(fā)明中，可認為軸承套32是任選的。這就是說，本發(fā)明的許多優(yōu)點可以在沒有軸承套32的情況下來實現(xiàn)。
跟為沖壓較傳統(tǒng)的帶單個外突緣的軸承套所需的工具相比，具有兩個內(nèi)、外延伸突緣的軸承套2的外形省去了軸套加工中的底部擠壓工位。同樣，消除了在沖壓期間軸套隆鼓在精壓的單突緣上的有關(guān)問題。結(jié)果，所示的軸承套的加工較傳統(tǒng)的軸承套大為方便和便宜。
如圖1的3所示，軸承罩36的第二部分40可具有一個修改的D形開口，或用于接納支承件12的D形端或其它鍵裝置52的其它鍵槽裝置50。鍵槽裝置50和鍵裝置52的用途是確保軸承支承件28以正確的定向被裝入搖臂10內(nèi)，也就是說，軸承支承件12不會在無意中被“上下顛倒”。在裝配期間，帶軸承14的軸承支承件12利用一個相對于搖臂12均勻定位鍵槽50的機構(gòu)能方便地被插入搖臂10內(nèi)。
軸承支承件12可包括斜面56和58以及側(cè)平面60和62，如圖4所示，這些斜面和平面便于軸承支承件12通過粉末金屬模壓制造，如在美國專利US-5,074,261中所述那樣，本申請人是該申請的共同發(fā)明人。由于滾子件34騎在由內(nèi)套32提供的內(nèi)滾道上，且由于在滾子軸承14的下部受著最大的力，在軸承支承件12的頂部和側(cè)部上的那些斜面和平面并不影響搖臂組件的工作。
軸承支承件12和滾子軸承14可形成一個具有普通圓柱外形的子裝件。由于軸承支承件12的中央部64的橫截面較軸承罩36的小(輪廓直徑較小)，該子裝件可側(cè)向插入搖臂10側(cè)部的孔內(nèi)，而軸承罩3 6壓配合在其內(nèi)。軸承罩36也可從搖臂10的相反側(cè)插入。
在本發(fā)明中，在支承臂28和30的下表面上形成一凸面66，凸面66的廓線可有各種各樣的弧形中凸面。例如，凸面66可徑向向外凸出，作為圖5中所示的圓柱外形68之外的圓周面，相應(yīng)于跟內(nèi)套32內(nèi)徑配合的典型支承表面。如圖2所示，該第一實施例的凸面66的縱截面廓線為弧形，其弧由半徑A確定，為了解釋清楚，該弧線被略微夸大。
如圖5所示，凸面66的橫截面廓線為弧形，自圓柱廓線68的軸線69徑向向外延伸，從支承臂28和30端部的最小半徑B到最大半徑C(并回到最小半徑B，如圖2所示)。這種輪廓在這里被稱作“鼓桶形”。在這種輪郭的一個特例中，半徑B等于或略大于支承臂28和30的上表面70的半徑D，而半徑A大于半徑D約30倍。
應(yīng)當(dāng)明白，這些被定義的半徑的相對尺寸取決于特定應(yīng)用。凸面66的弧線被選得跟事先估計的不同心量相對應(yīng)，小的半徑A減輕大角度誤差的困難。取決于搖臂組件的型式，其角度誤差隨內(nèi)套的長度及搖臂組件各另件尺寸公差而變化。
凸面66在支承臂28和30的下表面上的位置確保它在支承臂的該區(qū)域內(nèi)承受最大的負荷。在工作中，推桿和閥桿分別對搖臂10的第一端16和第二端18施加一向上力，經(jīng)滾動件34作用于支承臂，而螺栓裝置20對軸承支承件12的中央部64施加一相應(yīng)的向下力。斜面56和58與平面60，即便于加工的卸載區(qū)，以及上表面70支承很小的負荷。
在支承臂28和30的下面上的凸面66的鼓桶形輪廓允許內(nèi)套32輕微調(diào)正軸承支承件12和搖臂組件的其它零件，諸如軸承罩36和搖臂10之間的不同心，并沿其長度更均勻地承載徑向負荷。在此情況下，內(nèi)套32也徑微彎曲，有助于防止?jié)L動件34在一端承受不成比例的徑向負荷。
本發(fā)明的凸面66的特殊優(yōu)點并不限于具有一支承臂及被壓入搖臂橫孔中的滾子軸承的搖臂橫孔中的滾子軸承的搖臂組件。此外，例如，凸面66也可被加到如在美國專利Re.33,870中所述的“下降”型臂組件。在圖6和7中，圖示了這種構(gòu)成本發(fā)明第二實施例的搖臂組件跟用虛線表示的螺栓裝置81之間的關(guān)系。
在該實施例中，搖臂82具有下部84及自其上向上延伸的側(cè)壁86。具有內(nèi)套90，滾動件92的軸承罩94的T形軸承支承件88作為一個組件被向下插入到搖臂82內(nèi)(因此，產(chǎn)生術(shù)語“下降”)，使支承件88伸入細長孔96內(nèi)。如圖7所示，類似于圖5中所示的軸承支承件12，軸承支承件88具有卸載區(qū)和圓柱形上表面。
如圖6所示，在軸承支承件88的支承臂的下表面上，制出凸面98，類似于第一優(yōu)先實施例的凸面66。正如就凸面66敘述那樣，凸面98有一鼓桶形輪廓。這就是說，凸面98沿縱截面有一弧形廓線，并沿橫截面有一弧形廓線，相對于支承臂的縱軸線自最小半徑增大到最大半徑，并回到最小半徑。
在工作中，凸面98允許內(nèi)套90輕微調(diào)正軸承支承件88和搖臂組件的其它另件，諸如軸承罩94和搖臂82之間的不同心，以便沿其長度更均勻地承載徑向負荷。在此情況下，內(nèi)套90也輕微彎曲，有助于防止?jié)L動件92在一端承受不成比例的徑向負荷。由于本發(fā)明的帶凸面的軸承支承件的普遍適用性，在未示的其它搖臂組件結(jié)構(gòu)中，產(chǎn)生類似的優(yōu)點。
根據(jù)上面所述，顯然，本發(fā)明提供一種沿滾動件的長度更加均勻的徑向負荷分布，即使在出現(xiàn)搖臂零件的不同心時。因為這種不同心是固有的，在某種程度上是由于制造偏差和搖臂工作期間的撓曲產(chǎn)生的，因此本發(fā)明在許多種搖臂組件中帶來了明顯的好處。
權(quán)利要求
1.一種繞一螺栓裝置安裝的搖臂組件，該搖臂組件包括一搖臂；一個具有兩個沿第一軸線反向延伸的支承臂的軸承支承件，該軸承支承件適于繞螺栓裝置安裝；二個軸承罩，沿各支承臂延伸，并跟搖臂嚙合；處于在軸承支承件和軸承罩之間形成的環(huán)形空間內(nèi)、能使搖臂相對于軸承支承件自由旋轉(zhuǎn)擺動的滾動件。具有一凸面、當(dāng)搖臂組件的另件出現(xiàn)不同心時能使徑向負荷沿滾動件的長度分布的至少一個支承臂。
2.按權(quán)利要求1所述的搖臂，其特征在于，支承臂的中凸表面具有鼓桶形輪廓，支承臂的縱截面具有一弧形廓線，支承臂相對于其軸線的半徑沿其長度增大，而后減小。
3.按權(quán)利要求2所述的搖臂組件，其特征在于中凸面相對于支承臂半徑。
4.按權(quán)利要求2所述的搖臂組件，其特征在于支承臂中凸面縱截面的弧形廓線相對于搖臂軸線的半徑10倍于跟該中凸面相反的支承臂半徑。
5.按權(quán)利要求1所述的搖臂組件，其特征在于該中凸表面自弧形中凸表面支承臂軸線徑向向外凸出的距離大于跟該中凸表面相反的支承臂的半徑。
6.按權(quán)利要求1所述的搖臂組件，其特征在于該支承臂的中凸表面沿直接方向處在支承臂圓柱形表面的相反位置，并由至少一個具較所述中凸面和圓柱形面為小的徑向尺寸的凹面所隔開。
7.按權(quán)利要求1所述的搖臂組件，其特征在于還包括兩個軸承套，一個安裝在各支承臂上處于滾子件和軸承支承件之間的套，每一套具有一個滾子件的內(nèi)滾道。
8.按權(quán)利要求7所述的搖臂組件，其特征在于該內(nèi)套能偏離支承臂的中凸面，以調(diào)節(jié)軸承支承件和搖臂組件的其它構(gòu)件之間的不對中，以便沿內(nèi)套長度更均勻地分配徑向負荷。
9.按權(quán)利要求1所述的搖臂組件，其特征在于軸承杯被安裝在搖臂的一個孔中。
10.按權(quán)利要求1所述的搖臂組件，其特征在于該搖臂具有一個下部和由此向上延伸的側(cè)壁，其中在裝配時軸承支承件被向下插到某個位置，使軸承杯跟搖臂的下部相接合。
11.一個用于在其內(nèi)安裝搖臂的軸承組件，其特征在于該軸承組件，其特征在于該軸承組件包括一個軸承支承件，它具有兩個沿思線相反方向延伸的支承臂，該軸承支承件適于安裝在螺栓裝置周圍；兩個軸承杯，每一軸承杯沿各支承臂延伸，并和搖臂接合；處于在軸承支承件的軸承杯之間形成的環(huán)形空間內(nèi)的滾子件，使搖臂相對于軸承件能自由的旋轉(zhuǎn)擺動；至少一個具有中凸面的支承臂，當(dāng)搖臂組件的構(gòu)件出現(xiàn)不對中時，使徑向負荷沿滾子件長度分配。
12.按權(quán)利要求11所述的軸承組件，其特征在于支承臂有中凸面具有鼓桶形輪廓，支承臂的縱截面有一圓弧形廓線，支承臂相對于其軸線的半徑沿其長度增大，而后減小。
13.按權(quán)利要求12所述的軸承組件，其特征在于中凸面相對于支承臂軸線的最小半徑大致相同于與該中凸面反向的支承臂半徑。
14.按權(quán)利要求12所述的軸承組件，其特征在于支承臂中凸面縱截面的弧形廓線相對于搖臂軸線的半徑10倍于跟該中凸面相反的支承臂半徑。
15.按權(quán)利要求11所述的軸承組件，其特征在于該中凸表面自弧形中凸表面支承臂軸線徑向向外凸出的距離大于跟該中凸表面相反的支承臂的半徑。
16.按權(quán)利要求11所述的軸承組件，其特征在于該支承臂的中凸表面沿直徑方向處在支承臂圓柱形表面的相反位置，并由至少一個具較所述中凸面和圓柱形面為小的徑向尺寸的凹面所隔開。
17.按權(quán)利要求11所述的軸承組件，其特征在于還包括兩個軸承套，一個安裝在各軸承臂上處于滾子件和軸承支承件之間的套，每一套具有一個滾子件的內(nèi)滾道。
18.按權(quán)利要求17所述的軸承組件，其特征在于該內(nèi)套偏離支承臂的中凸面，以調(diào)節(jié)軸承支承件和搖臂組件的其它構(gòu)件之間的不對中，以便沿內(nèi)套長度更均勻地分配徑向負荷。
全文摘要
軸承支承件的兩支承臂沿相反方向延伸，各支承臂有一能和搖臂接合的上置軸承杯。在軸承支承件和軸承杯之間形成的環(huán)形空間內(nèi)的滾子件為搖臂提供了相對于軸承支承件的自由旋轉(zhuǎn)擺動。至少一個支承臂具有一中凸表面，當(dāng)搖臂組件的構(gòu)件出現(xiàn)不同心時，使徑向負荷沿滾子件的長度分布。同時公開了安裝在搖臂內(nèi)的軸承組件。
文檔編號F01L1/18GK1118406SQ9410850
公開日1996年3月13日 申請日期1994年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月30日
發(fā)明者R·F·默菲 申請人:托林頓公司