ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ УСТАНОВКИ СУХАРЕЙ КЛАПАНА НА КЛАПАНЕ ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2015 года по МПК B23P19/04 

Область технического применения

Настоящее изобретение относится в общей сложности к инструменту для установки сухарей клапана на распределительных клапанах, в частности при изготовлении двигателей внутреннего сгорания, в общем случае, поршневых двигателей с клапанным газораспределением.

В частности, настоящее изобретение относится к инструменту для подвода, установки и закрепления сухарей клапана между тарелкой пружины клапана и стержнем распределительного клапана, обычно впускного или выпускного клапана в головке блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Такой инструмент обозначается специалистами также как засухаривающий инструмент, и его применяют в полностью или частично автоматизированной машине для монтажа головки блока цилиндров.

Уровень техники

Распределительные клапаны для поршневых двигателей с целью самостоятельного возврата в закрытое положение упруго нагружены пружиной клапана. Эта пружина клапана зажата между опорной станиной клапана, в общем случае, головкой блока цилиндров, и зафиксированной в осевом направлении на стержне клапана тарелкой пружины клапана (ниже: тарелка пружины). Для закрепления в осевом направлении между соответствующей поверхностью в тарелке пружины и кольцевыми пазами на стержне клапана традиционным образом закрепляют специфически сформированные фиксирующие сухари, так называемые сухари клапана (англ. valve keys). При помощи таких сухарей клапана тарелка пружины закрепляется на стержне.

Для установки сухарей клапана с давних пор известны управляемые вручную так называемые пистолеты для засухаривания клапана. Однако настоящее изобретение относится, в частности, к специальному засухаривающему инструменту для автоматизированной машины, такого типа, который описан, например, в описании немецкой заявки на патент DE19652711.

В DE19652711 описан типовой засухаривающий инструмент для установки сухарей клапана на клапане двигателя. Он включает в себя вытянутый в продольном направлении направляющий элемент или же держатель с продольной осью и торцевым отверстием, через которое торцевой конец стержня клапана может незначительно входить в полость держателя. Внутри в полости держателя соосно с продольной осью расположен вытянутый в продольном направлении стержневой сердечник. Стержень имеет концевую область, которая доступна для верхнего торцевого конца стержня клапана. Для точного позиционирования инструмента по отношению к стержню клапана в рабочем положении, требующемся для установки сухарей клапана, в нижней концевой области выполнена фрезерованием выемка, захватывающая верхний торцевой конец. Посредством упора инструмента этой выемкой в верхний торцевой конец клапана образуется базовое положение. Кроме того, для подвода сухарей клапана в инструменте согласно DE19652711 предусмотрены два симметричных по отношению к продольной оси транспортировочных канала. Транспортировочные каналы проходят снаружи на сердечнике в направлении продольной оси, вплоть до его концевой области.

В противоположность прежнему состоянию техники, в инструменте согласно DE19652711 реализована функция самостоятельного вдвигания сухарей клапана непосредственно в их заданное положение на стержне клапана. Таким образом, в этом типовом инструменте не требуются дополнительные вспомогательные средства, например рычаги или толкатели, в частности для подачи сухарей в радиальном направлении. Согласно DE19652711 для самостоятельного вдвигания сухарей клапана с одной стороны, требуется возможность регулирования изогнутой внутрь нижней области транспортировочных каналов. С другой стороны, этот принцип в решающей мере зависит от точного позиционирования инструмента по отношению к стержню клапана, так как сухари клапана должны быть введены своими шпонками непосредственно в кольцевые пазы (см. фиг.5 в DE19652711). Вследствие отклонений при изготовлении инструмента и клапанов, при принятии базового положения на самом клапане согласно DE19652711 уже следует считаться с определенной чувствительностью к возмущающим факторам. Фактически этим способом не может быть надежным образом обеспечено, что сухари клапана всегда точно вводятся в заданное положение.

В японской публикации JP61038831, изданной до проведения экспертизы на новизну, описано следующее решение, которое обходится без типовых рычагов или толкателей для подачи сухарей в радиальном направлении. Устройство согласно JP61038831 содержит инструмент с подвижным сердечником, состоящим из двух втулок или же толкателей, выполненных с возможностью телескопического перемещения друг по отношению к другу и по отношению к неподвижному держателю. Наружный толкатель в виде полого цилиндра может захватывать или же освобождать стержень клапана. Внутренний толкатель направляется в наружном толкателе и служит для определения положения. После освобождения кольцевых пазов на стержне клапана наружным толкателем сухари вначале подводят приблизительно, а затем посредством обратного хода наружного толкателя, при помощи его специфически сформированного нижнего конца они точно подаются или же вдвигаются в кольцевые пазы. Вследствие количества приводимых в действие и подлежащих юстировке элементов в инструменте согласно JP61038831 также следует считаться с подверженностью ошибкам.

Разумеется, с экономической точки зрения требуется высокая надежность, то есть малая подверженность ошибкам применяемых машин и инструментов, в общем случае, при промышленном производстве, а в частности, в автомобильном двигателестроении. Только таким образом максимально продолжительно могут выдерживаться желательные высокие скорости рабочего цикла, и могут быть предотвращены накладные расходы, обусловленные перерывами в работе или же браком.

Задача изобретения

Первой задачей настоящего изобретения является улучшение типового инструмента для установки сухарей клапана в том отношении, чтобы была обеспечена малая подверженность ошибкам, в частности, при варьирующихся размерах стержня клапана или же компонентов инструмента.

Эта задача решена посредством инструмента по п.1 формулы изобретения или же посредством способа его применения для установки сухарей клапана на клапане по п.13 формулы изобретения.

Общее описание изобретения

Согласно изобретению в типовом инструменте согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения эта задача решена посредством того, что в концевой области сердечника соосно с продольной осью предусмотрена вытянутая в продольном направлении выемка для размещения значительного верхнего участка стержня клапана. Точнее говоря, выемка имеет глубину, которая больше или по меньшей мере равна расстоянию в осевом направлении между кольцевым пазом и торцевым концом стержня клапана.

Вследствие этого сердечник инструмента, в частности его нижняя концевая область, посредством размещения верхнего участка стержня клапана может по меньшей мере частично, а предпочтительно полностью, перекрывать по меньшей мере один кольцевой паз, и еще более предпочтительно, полностью перекрывать все кольцевые пазы, вплоть до самого удаленного от торцевого конца стержня клапана. В соответствии с этим сухари клапана подводят к боковой поверхности стержня клапана под кольцевым пазом (пазами), по меньшей мере под верхним кольцевым пазом (пазами). Таким образом, ввод сухарей клапана в кольцевые пазы осуществляется при последовательном освобождении сердечником кольцевых пазов друг за другом при обратном ходе инструмента.

Таким образом, неправильный ввод в паз уже невозможен. Предложенное выполнение обеспечивает, что самая нижняя шпонка сухаря клапана всегда может вводиться только в самый нижний кольцевой паз стержня клапана, так как сухарь клапана вначале скользит вместе с инструментом по стержню клапана в осевом направлении вверх в виде осевого относительного перемещения. Кроме того, при применении достаточного избыточного хода точный ход инструмента в осевом направлении и, таким образом, допуски при изготовлении инструмента или же стержня клапана, становятся несущественными, так как предложенный способ может безупречно функционировать также и при большем или меньшем внедрении в выемку.

Простое выполнение, содержащее лишь небольшое количество подвижных приводимых в действие исполнительных элементов, рациональным образом достигнуто посредством того, что по меньшей мере один транспортировочный канал по меньшей мере частично ограничен на наружной стороне сбоку посредством направляющей колодки, которая расположена с возможностью перемещения относительно держателя, в частности с возможностью поворота поперечно к продольной оси. На внутренней стороне боковое ограничение осуществляется по меньшей мере частично посредством вытянутого в продольном направлении сердечника, который закреплен в полости держателя, при необходимости с возможностью замены, однако неподвижно при работе. Это выполнение обеспечивает возможность однозначной подачи благодаря форме по меньшей мере одной подвижной колодки, которая с целью удаления инструмента освобождает в конечном итоге вошедшие в зацепление сухари.

В предпочтительном варианте выполнения инструмент имеет два симметричных по отношению к продольной оси транспортировочных канала, а также две направляющие колодки, симметрично расположенные по отношению к продольной оси. Направляющие колодки могут быть соответственно расположены в боковом окне держателя и в рабочем положении прилегать к сердечнику. Предпочтительно эти направляющие колодки соответственно имеют по существу цилиндрическую внутреннюю ограничивающую поверхность на расстоянии от сердечника, так что сердечник и колодки по существу образуют боковые ограничения двух транспортировочных каналов на длине, вдоль которой сухари скользят по сердечнику. При помощи этого варианта выполнения без увеличения количества приводимых в действие элементов могут одновременно надежным образом подводиться два сухаря, которые обычно требуются.

Для оптимальной подачи с малой нормой брака сердечник предпочтительно имеет два симметричных по отношению к продольной оси фасонных паза, соответственно содержащие центральный выступ и две боковые ограничительные стенки. Соответственно внутренние стенки таких фасонных пазов вместе с ограничивающими поверхностями направляющих колодок могут образовывать фиксированное заданное поперечное сечение, предпочтительно примерно С-образное, которое образует полное боковое ограничение транспортировочных каналов. Преимущество этого состоит в том, что при изменении типа сухаря и/или клапана должны быть заменены лишь сердечник и колодки.

Чтобы простейшим способом обеспечить безупречное снятие инструмента после подачи, каждая направляющая колодка прикреплена к держателю с возможностью поворота. Особенно рациональным образом поворот осуществляется вокруг оси, поперечной или же перпендикулярной к продольной оси. Чтобы особенно простым способом и без исполнительных органов обеспечить возврат колодок, они предварительно прижаты при помощи по меньшей мере одного упругого стяжного средства, предпочтительно кольца круглого сечения, плотно окружающего направляющие колодки и держатель, до упора в держатель или сердечник.

В качестве надежного формообразования соответствующего транспортировочного канала концевая область сердечника имеет симметрично по отношению к продольной оси два плоских скоса, сходящихся к торцевому отверстию. Предпочтительными являются поверхности скосов, которые соответственно образуют с продольной осью угол в диапазоне от 20° до 30°, предпочтительно в диапазоне от 22,5° до 27,5°. В качестве надежного формообразования соответствующего транспортировочного канала каждая направляющая колодка имеет концевой участок с внутренней поверхностью скольжения, которая расположена в верхней области напротив сердечника, и которая вначале является вогнутой в форме купола по направлению к продольной оси, а в нижней области является выпуклой по направлению к торцевому отверстию, предпочтительно с точкой перегиба, расположенной под концевой областью сердечника. Кроме того, рациональным является выполнение по центру в концевом участке каждой направляющей колодки паза, поперечного к продольной оси, так что поверхности скольжения имеют две расположенные внутри кромки в качестве опоры для направления сухарей клапана.

Кроме того, для присоединения к исполнительному и подводящему устройству держатель предпочтительно включает в себя расположенный противоположно торцевому отверстию монтажный фланец, содержащий присоединительный элемент для присоединения шлангов к транспортировочным Каналам, так что сухари клапана могут подаваться при помощи сжатого воздуха, подводимого через шланги и транспортировочные каналы. Рациональным образом при пневматическом подводе каждая направляющая колодка имеет по меньшей мере одно отверстие для удаления воздуха от ее ограничивающей поверхности наружу.

В благоприятным варианте выполнения сердечник выполнен в виде сплошного сердечника и снабжен в нижней концевой области в качестве выемки простым глухим отверстием. Внутренний диаметр выемки соответствует наружному диаметру стержня клапана плюс минимальный зазор для введения и выведения стержня клапана, так что посредством сердечника может также осуществляться центрирование стержня клапана.

В типовом варианте, когда стержень клапана имеет по меньшей мере два, в частности три кольцевых паза, выемка предпочтительно имеет глубину, которая равна или больше, чем расстояние в осевом направлении вдоль продольной оси между торцевым концом и тем кольцевым пазом стержня клапана, который имеет наибольшее расстояние от торцевого конца стержня клапана.

Для надежного захвата тарелки пружины держатель имеет на торцевом конце расширяющийся вниз центрирующий элемент, окружающий торцевое отверстие. С целью надежной подачи торцевое отверстие на торцевом конце держателя вместе с направляющими колодками, прилегающими в рабочем положении к сердечнику, имеет внутренний диаметр, который соответствует максимальному наружному диаметру сухарей клапана, прилегающих к стержню клапана, плюс минимальный зазор для введения и выведения.

Предложенный в изобретении инструмент отличается ходом процесса, при котором верхний участок стержня клапана вводят в осевом направлении в выемку сердечника настолько глубоко, что сердечник перекрывает по меньшей мере один кольцевой паз, а предпочтительно все кольцевые пазы клапана. Далее отличительным является то, что тем самым при перекрытом кольцевом пазе, или же перекрытых кольцевых пазах, сухарь или сухари клапана подводят через соответствующий транспортировочный канал к боковую поверхности стержня клапана под по меньшей мере один кольцевой паз. Уже вследствие этого исключается неправильная подача, которая, регулярно встречается, в особенности при пневматическом подводе в известных инструментах.

Затем в ходе процесса или же работы держатель вместе с расположенным внутри сердечником отводят в осевом направлении от клапана, при этом сухари клапана наклонно удерживаются перед концевой областью сердечника и над торцевым отверстием таким образом, что по боковой поверхности скользит только нижняя часть, в частности самая нижняя шпонка сухаря клапана. Вследствие этого лишь самая нижняя шпонка сухаря клапана может входить в самый нижний кольцевой паз стержня клапана, вначале освобождаемый сердечником. В соответствии с этим обеспечена безошибочная подача. Фиксацию положения предпочтительно осуществляют при помощи сжатого воздуха, подводимого через транспортировочные каналы вплоть до полного снятия инструмента с клапана, так что сухари прижимаются к стержню клапана и удерживаются в этом положении вплоть до ввода в паз.

Краткое описание чертежей

Дальнейшие подробности и преимущества изобретения показаны в последующем подробном описании возможных вариантов выполнения изобретения при помощи прилагаемых чертежей. На них изображено:

фиг.1 - продольное сечение инструмента для установки сухарей клапана;

фиг.2 - поперечное сечение инструмента по линии II-II на фиг.1;

фиг.3 - перспективный частично раскрытый вид сбоку нижней области инструмента;

фиг.4А-Е - последовательность перспективных видов в продольном сечении области вокруг верхнего торцевого конца стержня клапана с целью иллюстрации хода процесса при установке сухарей клапана при помощи инструмента согласно фиг.1-3.

Детальное описание при помощи чертежей

На фиг.1 схематически показана частичная область головки 1 блока цилиндров вокруг клапана 2. К клапану 2 относятся, в том числе, типовая тарелка клапана для уплотнения на кольцевом седле, а также стержень 4 клапана, пружина 6 клапана и тарелка 8 пружины. Расположение клапана 2 согласно фиг.1 является типовым для двигателей внутреннего сгорания.

Стержень 4 клапана известным образом имеет верхний торцевой конец 14, вначале свободный, а также по меньшей мере один, а типичным образом три смещенных в осевом направлении кольцевых паза 16, в которые при надлежащей установке вводятся сухари клапана.

Кроме того, на фиг.1 показан предпочтительный вариант выполнения предложенного в изобретении инструмента для установки сухарей 20 клапана на клапане 2, обозначенного в общей сложности позицией 10.

Инструмент 10 имеет копьевидный, по существу цилиндрический держатель 30, вытянутый вдоль продольной оси А, как это следует из фиг.1-3. На своем нижнем торцевом конце держатель 30 имеет расширяющийся вниз в форме купола или сферы вогнутый центрирующий элемент 32 для центрирования тарелки 8 пружины при движении инструмента 10 вниз вдоль оси А (см. фиг.4Е). В центрирующем элементе 32 или же в торцевом конце держателя 30 предусмотрено торцевое отверстие 34. Внутри держателя 30 выполнена приблизительно цилиндрическая полость 36, как это следует из фиг.1-2. Через торцевое отверстие 34 торцевой конец 14 стержня 4 клапана вводят в держатель 30, как это следует из сравнения фиг.4А с фиг.4В. На верхнем торцевом конце, противоположном торцевому отверстию 34, держатель 30 имеет монтажный фланец 38.

Кроме того, инструмент 10 содержит вытянутый в продольном направлении сердечник 40, который расположен в полости 36 держателя 30 соосно с продольной осью А и закреплен там неподвижно, однако с возможностью замены. Со стороны торцевого отверстия 34 сердечник 40 имеет концевую область, которая на фиг.1 обозначена в целом позицией 42. Через торцевое отверстие 34 стержень 4 клапана может быть подведен своим верхним торцевым концом 14 к концевой области 42 сердечника 40 или же в нее введен, как это подробнее поясняется ниже.

Как наилучшим образом видно из фиг.2 или же фиг.4А-Е, инструмент 10 имеет два транспортировочных канала 44, которые проходят вниз по существу в направлении оси А, а именно, снаружи на сердечнике 40, вплоть до его концевой области 42, то есть, до области вблизи торцевого отверстия 34. Два транспортировочных канала 44 соответственно выполнены в поперечном сечении симметричными по отношению к оси А, как это показано на фиг.2.

Транспортировочные каналы 44 служат для подвода сухарей 20 клапана к клапану 2, точнее, к стержню 4 клапана, как это подробнее поясняется ниже.

Кроме того, на фиг.1-2 и фиг.4А-4Е (исключая фиг.3) показаны две направляющие колодки 50, которые также расположены симметрично по отношению к продольной оси А, а именно, снаружи на транспортировочных каналах 44. Направляющие колодки 50 по меньшей мере частично входят в соответствующие расположенные напротив боковые окна 52 (штриховая линия на фиг.2) держателя 30. На фиг.3 показано одно из боковых окон 52, без входящей в него направляющей колодки 50. Каждая направляющая колодка 50 образует по направлению внутрь ограничивающую поверхность 54 для бокового ограничения соответствующего транспортировочного канала 44. Таким образом, как показано на фиг.2, направляющие колодки 50, точнее, их ограничивающие поверхности 54, образуют вместе с наружной поверхностью сердечника 40 боковые ограничения (поперечно к направлению движения) двух транспортировочных каналов 44.

На фиг.2 показана, в частности, геометрическая форма сердечника 40, специфическая в том отношении, что сердечник 40 и направляющие колодки 50 образуют полное боковое ограничение транспортировочных каналов 44. Другими словами, держатель 30 сам по себе не участвует в направлении сухарей 20 клапана или же в образовании транспортировочных каналов 44. Таким образом, при изменении геометрической формы сухарей 20 клапана не требуется полная замена инструмента 10, а, как правило, лишь замена сердечника 40 и направляющих колодок 50, которые закреплены на держателе 30 с возможностью замены. Как видно из фиг.2, сухари 20 клапана выполнены в поперечном сечении по существу С-образными, или же в форме половины диска. Соответствующее свободное поперечное сечение транспортировочных каналов 44 предпочтительно обеспечивают с одной стороны, посредством цилиндрической конфигурации ограничивающей поверхности 54, а с другой стороны, посредством соответствующей формы паза или выемки в сердечнике 40. Таким образом, сердечник 40 предпочтительно имеет два симметричных по отношению к продольной оси А фасонных паза 46, которые совместно с ограничивающими поверхностями 54 образуют С-образное в поперечном сечении, по существу имеющее форму мостика свободное поперечное сечение для сухарей 20 клапана.

Как показано на фиг.2, каждый фасонный паз 46 имеет средний выступ, соответствующий внутренней поверхности сухарей 20 клапана, и две боковые ограничительные стенки в тангенциальном направлении вокруг оси А. Эти ограничительные стенки образуют внутри окна 52 ступень 56, на которой направляющие колодки 50 в рабочем положении неподвижно прилегают к сердечнику 40. Как следует из фиг.2, ограничивающие поверхности 54 направляющих колодок 50 выступают в область между боковыми ограничительными стенками фасонных пазов 46, вследствие чего ограничивающие поверхности 54 и внутренние стенки фасонных пазов образуют полное боковое ограничение транспортировочных каналов 44. Поперечное сечение ограничивающих поверхностей 54 выбрано в соответствии с наружной поверхностью сухарей 20 клапана.

Согласно фиг.1 направляющие колодки 50 прикреплены к держателю 30 при помощи посадки с зазором, с возможностью поворота вокруг штифта 59. Вследствие этого направляющие колодки 50 выполнены с возможностью поворота вокруг оси, поперечной к продольной оси и могут, таким образом, при необходимости откидываться наружу по направлению от оси А. Чтобы несмотря на это не допустить отрицательного влияния на фиксированную заданную форму транспортировочных каналов 44, направляющие колодки 50 предварительно прижаты при помощи пружинного средства до упора в сердечник 40, точнее, в ступени 56. Это предпочтительно обеспечено при помощи по меньшей мере одного кольца 60, 62 круглого сечения, которое жестко обжимает держатель 30 и направляющие колодки 50. Таким образом, соответствующие пружинные средства противодействуют поворачиванию направляющих колодок 50 вокруг штифта 58. В предпочтительном варианте выполнения из соображений надежности и передачи крутящего момента предусмотрены два кольца 60, 62 круглого сечения. Верхнее кольцо 60 круглого сечения стянуто в кольцевом пазу вокруг верхнего более толстого участка держателя 30 и направляющих колодок 50. Нижнее кольцо 62 круглого сечения стянуто в кольцевом пазу вокруг нижнего более тонкого участка, как это показано на фиг.1.

Таким образом, направляющие колодки 50 выполняют двойную функцию. С одной стороны, благодаря своим ограничивающим поверхностям 54 они совместно с фасонными пазами 46 в сердечнике 40 образуют транспортировочные каналы 44. С другой стороны, выполненные с возможностью поворота навстречу усилию пружины направляющие колодки 50 обеспечивают возможность расширения торцевого отверстия 34 в случае неисправности, то есть, предотвращают поломку инструмента 10, если неожиданным образом сухарь 20 клапана не был надлежащим образом введен в паз, например, при дефектах изготовления кольцевых пазов 16 или сухаря 20 клапана. В соответствии с этим стягивающее усилие колец 60, 62 круглого сечения выбирают таким образом, что направляющие колодки 50 поворачиваются только при заклинивании сухаря 20 клапана. При нормальной работе, то есть, при прилегании направляющих колодок 50 к ступеням 56, торцевое отверстие 34 на торцевом конце держателя 30 имеет диаметр, равный максимальному наружному диаметру сухарей 20 клапана, прилегающих к стержню 4 клапана, плюс минимальный зазор для введения и выведения стержня 4 клапана вместе с сухарями 20 клапана через торцевое отверстие 34.

В монтажном фланце 38 на транспортировочных каналах 44 известным образом предусмотрены присоединительные элементы (не показаны) для присоединения шлангов к транспортировочным каналам 44. Они служат для подвода или же подачи сухарей 20 клапана при помощи сжатого воздуха. Благоприятным образом в качестве третьей функции направляющие колодки 50 соответственно имеют одно или несколько отверстий 64 для удаления воздуха от внутренней ограничивающей поверхности 54 наружу, как это показано на фиг.1. Через отверстия 64 из соответствующего транспортировочного канала 44 удаляется воздух, чтобы обеспечить подвод сухарей 20 клапана без сопротивления. Перед тем, как будет пояснена следующая четвертая функция направляющих колодок 50, нужно детально остановиться на конфигурации сердечника 40 согласно изобретению.

Как отчетливо следует из фиг.1-2 и фиг.4А-Е, в концевой области 42 сердечника 40 соосно с продольной осью А предусмотрена вытянутая в продольном направлении выемка 70. Эта выемка служит для захвата значительного верхнего участка стержня 4 клапана в сердечнике 40, точнее, в его функциональной концевой области 42, которая может быть определена глубиной этой выемки 70. Выемка 70 входит в торцевое отверстие 34 соосно с ним.

Как следует из фиг.1, глубина Т выемки 70 существенно больше, чем наибольшее расстояние в осевом направлении между торцевым концом 14 и кольцевым пазом 16 стержня 4 клапана, то есть, между торцевым концом 14 и самым нижним кольцевым пазом 16. Однако согласно изобретению глубина Т по меньшей мере равна расстоянию в осевом направлении между торцевым концом 14 и самым нижним кольцевым пазом стержня 4 клапана, так что все кольцевые пазы 16 над самым нижним кольцевым пазом захватываются сердечником, то есть, перекрываются, и доступ к ним может быть заблокирован. Таким образом, благодаря достаточному ходу (избыточному ходу) инструмента 10 в осевом направлении предотвращается ввод в паз шпонок сухарей 20 клапана неправильным образом, то есть, иначе, чем самой нижней шпонкой в самый нижний кольцевой паз 16. С другой стороны, при обратном ходе кольцевые пазы 16 освобождаются сердечником 40 только последовательно. Обычным образом клапан, который показан на фиг.4А-Е, имеет три кольцевых паза, и глубина Т выбрана таким образом, что все три кольцевых паза 16 могут достаточно глубоко внедряться в выемку (избыточный ход), чтобы увеличить допуски или же различия размеров и рабочий ход.

В соответствии с этим сухари 20 клапана, в отличие от того, как это является обычным по состоянию техники (см. DE19652711), подводят при помощи предложенного инструмента 10 к стержню 4 клапана в Их конечном положении в осевом направлении. Предложенный инструмент 10, в частности благодаря выемке 70 с достаточной глубиной Т, обеспечивает возможность подачи сухарей 20 клапана под самый нижний кольцевой паз 16, а именно, к боковой поверхности стержня 4 клапана, а затем возможность последовательного освобождения отдельных кольцевых пазов 16. Наряду с предотвращением неправильного ввода в паз обеспечиваются более высокие допуски в осевом направлении, так как точная позиция подачи к боковой поверхности является несущественной, поскольку осуществляется достаточный избыточный ход. Выемка 70 в нижней концевой области 42 предпочтительно выполнена в виде глухого отверстия в сердечнике 40, состоящего по меньшей мере в концевой области из сплошного материала. Внутренний диаметр выемки 70 примерно равен наружному диаметру стержня 4 клапана плюс минимальный зазор для введения стержня 4 клапана в выемку 70 и выведения из нее и, при необходимости, плюс требуемый допуск.

Кроме того, как следует из фиг.4 В, инструмент 10 предпочтительно обеспечивает прилегание или же скольжение сухарей 20 клапана по стержню 4 клапана лишь их самой нижней шпонкой. Предпочтительно это может быть обеспечено посредством следующих признаков. Как видно из фиг.1, фиг.3 и, например, из фиг.4 В, нижняя часть концевой области 42 имеет снаружи симметрично по отношению к продольной оси А два плоских скоса 80, сходящихся к торцевому отверстию 34 или же к входу выемки 70. Поверхности этих скосов 70 соответственно образуют с продольной осью А угол (наименьший) в диапазоне от 20° до 30° (от 20 до 30 × ח/180 в радианной мере), предпочтительно в диапазоне от 22,5° до 27,5°. Соответствующие скосы способствуют тому, чтобы предотвратить некорректный ввод в паз сухарей клапана. Кроме того, посредством скосов 70 реализовано вилкообразное закрывание кольцевых пазов 16. Также для надлежащей установки сухарей 20 клапана предпочтительным является выполнение направляющих колодок 50 таким образом, что каждая направляющая колодка 50 имеет концевой участок 59 со специфически сформированной криволинейной внутренней поверхностью скольжения. Как показано на фиг.4Е, каждая поверхность скольжения имеет внутри на концевом участке 59 верхнюю область 72, которая расположена, напротив соответствующего скоса 70 на сердечнике 40 и вначале вогнута в форме купола 25 по направлению к продольной оси А. Кроме того, концевой участок 59 каждой направляющей колодки 50 имеет нижнюю область 74, примыкающую к торцевому отверстию 34 и образующую его совместно с держателем 30. В противоположность верхней области, нижняя область 74 является не вогнутой, а выпуклой. Предпочтительно точка перегиба между вогнутой областью 72 и выпуклой областью 74 расположена под концевой областью 42 сердечника 40, что на практике обеспечивает особенно хорошие результаты при подаче сухарей 20 клапана. Наконец, направляющая сухарей 20 клапана может быть еще оптимизирована в том отношении, что посередине в концевом участке 59 каждой колодки соответственно выполнен паз 76 (см. фиг.4D), поперечный к продольной оси А, так что поверхности скольжения в области 72 и/или в области 74 соответственно имеют две расположенные внутри кромки в качестве опоры для направления сухарей 20 клапана, вследствие чего может быть предотвращено прилегание по линии и, таким образом, опрокидывание или откидывание, и кроме того, посредством потока сжатого воздуха оказывается благоприятное влияние на прижатие сухарей 20 клапана к стержню 4 клапана. Таким образом, нижний концевой участок 59 направляющих колодок 50 еще имеют р; требующую упоминания функцию смещения сухарей клапана в соответствующее наклонное положение, чтобы обеспечить желаемое прижатие к боковой поверхности стержня 4 клапана скользящей по нему самой нижней шпонкой.

В заключение при помощи последовательности положений инструмента согласно фиг.4А-Е еще раз подробно описан принцип функционирования.

Фиг.4А соответствует подводу инструмента 10 к стержню 4 клапана, при этом тарелка 8 пружины при помощи центрирующего элемента 32 ориентируется соосно с осью А. В этом положении начинается избыточное сжатие, то есть, осадка пружины 6, выходящая за пределы рабочего сжатия. Два сухаря 20 клапана находятся в движении по направлению к концевому участку 59 направляющих колодок 50.

На фиг.4В показано положение, в котором под кольцевыми пазами 16 через соответствующие транспортировочные каналы 44 к боковой поверхности стержня 4 клапана уже подведены два сухаря 20 клапана. Вследствие специфической конфигурации концевых участков 59 и угла скосов 70 каждый сухарь 20 клапана прижимается к стержню 4 клапана таким образом, что только нижняя шпонка скользит по боковой поверхности стержня 4 клапана под кольцевыми пазами 16. Сердечник 40 перекрывает по меньшей мере верхние кольцевые пазы 16. Следует подчеркнуть, что для этого стержень 4 клапана должен быть достаточно глубоко введен в выемку 70. Другими словами, верхний участок стержня 4 клапана вводят в осевом направлении в выемку 70 сердечника

40 настолько глубоко, что сердечник 40 перекрывает по меньшей мере один кольцевой паз 16 (фиг.4В), а предпочтительно все кольцевые пазы 16 клапана (не показано, однако в последовательности процесса предшествует положению на фиг.4В). Следует заметить, что сухари клапана могут удерживаться в положении согласно фиг.4В посредством сжатого воздуха или просто под действием силы тяжести.

На фиг.4С показано положение, в котором инструмент 10 при обратном ходе уже снова перемещается вверх. Благодаря специфической конфигурации концевого участка 59 и углу скосов 70 каждый сухарь 20 клапана вначале скользит по боковой поверхности стержня 4 клапана лишь своей самой нижней шпонкой. При осевом соответствии самой нижней шпонки и самого нижнего кольцевого паза 16 стержня 4 клапана эта шпонка соответствующего сухаря 20 клапана вводится в самый нижний кольцевой паз 16, как это показано на фиг.4С. Следует обратить внимание, чтобы при обратном ходе вначале полностью освобождался лишь один самый нижний кольцевой паз 16, благодаря чему можно надежным образом предотвратить неправильное введение в паз, то есть, со смещением в осевом направлении. Начиная с этого положения согласно фиг.4С сухари 20 клапана уже не перемещаются в вертикальном направлении вверх, так что возникает относительное движение между инструментом 10 и сухарями 20 клапана. При этом относительном движении сердечник 40 и направляющие колодки 50 продолжают двигаться вверх, и при этом сухарь 20 клапана выравнивается. Сухарь 20 клапана вводится при этом в остальные кольцевые пазы 16, следующие друг за другом и полностью освобождаемые сердечником 40. Таким образом, благодаря специфической конфигурации концевых участков 59 и геометрической форме концевой области 42 сердечника 40 сухари клапана отклоняются в конечном итоге в положение, показанное на фиг.4D.

На фиг.4D показаны сухари 20 клапана, корректно введенные в кольцевые пазы 16. Однако тарелка 8 пружины еще не находится в рабочем положении, в котором ее внутреннее отверстие окружает сухари 20 клапана и фиксирует их на стержне 4 клапана, как это показано на фиг.4Е.

На фиг.4Е показано конечное или же исходное положение, в котором сухари 20 клапана закреплены между тарелкой пружины и стержнем клапана, и инструмент может снова применяться для установки сухарей следующего монтируемого клапана.

Изобретение относится к инструменту (10) для установки сухарей (20) клапана на стержень (4) клапана. Инструмент включает в себя держатель (30) с продольной осью (А), внутреннюю полость (36) и торцевое отверстие (34), сердечник (40), который расположен в полости (36) держателя (30), транспортировочные каналы (44) для подвода сухарей (20) клапана к стержню клапана. В концевой области (42) сердечника (40) соосно с продольной осью (А) предусмотрена вытянутая в продольном направлении выемка (70) для размещения значительного верхнего участка стержня (4) клапана, при этом выемка (70) сердечника (40) входит в торцевое отверстие (34) и имеет глубину (Т), которая больше или по меньшей мере равна расстоянию (D) в осевом направлении между торцевым концом и кольцевым пазом стержня клапана. Благодаря этому обеспечено, что сердечник (40), в частности его концевая область (42), при размещении верхнего участка стержня (4) клапана по меньшей мере частично перекрывает по меньшей мере один кольцевой паз (16), так что сухари (20) клапана могут подводиться к боковой поверхности стержня (4) клапана под по меньшей мере одним кольцевым пазом (16) и неправильный ввод в паз может быть надежным образом предотвращен. Обеспечивается малая подверженность ошибкам при варьирующихся размерах клапана или компонентов инструмента. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Инструмент (10) для установки сухарей (20) клапана на клапане (2) двигателя, содержащем стержень (4) клапана с верхним торцевым концом (14) и по меньшей мере один кольцевой паз (16) для закрепления сухарей (20) клапана, который включает в себя:
вытянутый в продольном направлении держатель (30) с продольной осью (А),
внутреннюю полость (36) и торцевое отверстие (34), через которое обеспечена возможность ввода торцевого конца (14) стержня (4) клапана в полость держателя,
вытянутый в продольном направлении сердечник (40), который расположен в полости (36) держателя (30) соосно с продольной осью (А) и имеет концевую область (42), которая доступна через торцевое отверстие (34), и
по меньшей мере один транспортировочный канал (44), а предпочтительно два симметричных по отношению к продольной оси (А) транспортировочных канала (44), которые проходят снаружи на сердечнике (40) в направлении продольной оси, вплоть до концевой области (42) сердечника, для подвода сухарей (20) клапана к клапану, отличающийся тем, что
по меньшей мере один транспортировочный канал (44) ограничен сбоку, с одной стороны, по меньшей мере частично, направляющей колодкой (50), которая расположена с возможностью перемещения относительно держателя (30), а с другой стороны, по меньшей мере частично вытянутым в продольном направлении сердечником (40), который неподвижно закреплен в полости (36) держателя (30), и
в концевой области (42) сердечника (40) соосно с продольной осью (А) предусмотрена вытянутая в продольном направлении выемка (70) для размещения значительного верхнего участка стержня (4) клапана, при этом выемка (70) сердечника (40) входит в торцевое отверстие (34) и имеет глубину (Т), которая больше или по меньшей мере равна расстоянию (D) в осевом направлении между торцевым концом и кольцевым пазом стержня клапана, так что сердечник (40), в частности концевая область (42), при размещении верхнего участка стержня (4) клапана по меньшей мере частично перекрывает по меньшей мере один кольцевой паз (16), причем сухари (20) клапана выполнены с возможностью подвода к боковой поверхности стержня (4) клапана по меньшей мере под одним кольцевым пазом (16).

2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что он включает в себя два симметричных по отношению к продольной оси транспортировочных канала (44) и две симметрично расположенных по отношению к продольной оси направляющих колодки (50), которые соответственно расположены в боковом окне (52) держателя (30), прилегают в рабочем положении к сердечнику (40) и имеют по существу цилиндрическую внутреннюю ограничивающую поверхность (54) на расстоянии от сердечника (40), при этом сердечник (40) и колодки (50) образуют боковые ограничения двух транспортировочных каналов (44).

3. Инструмент по п.2, отличающийся тем, что сердечник (40) имеет два симметричных по отношению к продольной оси фасонных паза (46), соответственно содержащих средний выступ и две боковые ограничительные стенки, причем внутренние стенки фасонных пазов (46) совместно с ограничивающими поверхностями (54) направляющих колодок при фиксированном заданном поперечном сечении, предпочтительно примерно С-образном, образуют полное боковое ограничение транспортировочных каналов (44).

4. Инструмент по п.3, отличающийся тем, что каждая направляющая колодка (50) прикреплена к держателю (30) с возможностью поворота, в частности с возможностью поворота вокруг оси, поперечной к продольной оси (А), и при помощи по меньшей мере одного упругого стяжного средства, предпочтительно кольца (60, 62) круглого сечения, плотно охватывающего направляющие колодки (50) и держатель (30), прижаты до упора в сердечник (40).

5. Инструмент по п.2, отличающийся тем, что концевая область (42) сердечника имеет симметрично по отношению к продольной оси (А) два сходящихся к торцевому отверстию (34) плоских скоса (80) с поверхностями, которые соответственно образуют с продольной осью (А) угол в диапазоне от 20° до 30°, предпочтительно в диапазоне от 22,5° до 27,5°.

6. Инструмент по п.5, отличающийся тем, что каждая направляющая колодка (50) включает в себя концевой участок (59) с внутренней поверхностью скольжения, которая в верхней области (72), расположенной напротив соответствующего скоса (80) на сердечнике (40), вначале является вогнутой в форме купола по направлению к продольной оси (А), а в нижней области (74) является выпуклой по направлению к торцевому отверстию (34), предпочтительно с точкой перегиба, расположенной под концевой областью (42) сердечника.

7. Инструмент по одному из пп.2-6, отличающийся тем, что в концевом участке (59) каждой направляющей колодки (50) посередине выполнен паз (76), поперечно продольной оси (А), так что поверхности скольжения имеют две расположенные внутри кромки в качестве опоры для направления сухарей клапана.

8. Инструмент по одному из пп.2-6, отличающийся тем, что держатель (30) дополнительно включает в себя расположенный противоположно торцевому отверстию (34) монтажный фланец (38), содержащий присоединительный элемент для присоединения шлангов к транспортировочным каналам (44), так что сухари (20) клапана могут подаваться при помощи сжатого воздуха, подводимого через шланги и транспортировочные каналы (44), причем каждая направляющая колодка (50) имеет по меньшей мере одно отверстие (64) для удаления воздуха от ее ограничивающей поверхности (54) наружу.

9. Инструмент по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что сердечник выполнен в виде сплошного сердечника, а в нижней концевой области имеет выполненное в виде выемки глухое отверстие, внутренний диаметр которого соответствует наружному диаметру стержня клапана плюс минимальный зазор для введения и выведения стержня клапана.

10. Инструмент по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что стержень (4) клапана имеет по меньшей мере два, в частности три кольцевых паза (16), а выемка имеет глубину (Т), которая равна или больше, чем расстояние в осевом направлении вдоль продольной оси (А) между торцевым концом (14) и тем кольцевым пазом (16) стержня (4) клапана, который имеет наибольшее расстояние (D) в осевом направлении от торцевого конца (14).

11. Инструмент по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что держатель на торцевом конце снабжен окружающим торцевое отверстие (34), расширяющимся вниз центрирующим элементом (32) для центрирования тарелки (8) пружины.

12. Инструмент по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что торцевое отверстие (34) на торцевом конце держателя при прилегании направляющих колодок (50) к сердечнику (40) имеет внутренний диаметр, который соответствует максимальному наружному диаметру прилегающих к стержню (4) клапана сухарей (20) клапана плюс минимальный зазор для введения и выведения.

13. Способ установки сухарей клапана между тарелкой пружины и стержнем впускного или выпускного клапана в головке блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания с использованием инструмента по одному из пп.1-12, при котором держатель вместе с расположенным внутри сердечником подводят в осевом направлении к клапану,
при помощи центрирующего элемента центрируют тарелку пружины вокруг торцевого отверстия держателя, и пружину клапана сжимают,
при этом
верхний участок стержня клапана вводят в осевом направлении в выемку сердечника настолько глубоко, что сердечник перекрывает по меньшей мере один кольцевой паз, а предпочтительно все кольцевые пазы клапана, и
при перекрытом кольцевом пазе или перекрытых кольцевых пазах сухари клапана подводят через по меньшей мере один транспортировочный канал к боковой поверхности стержня клапана под указанный по меньшей мере один кольцевой паз.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что:
держатель вместе с расположенным внутри сердечником отводят затем от клапана в осевом направлении, и
сухари клапана перед концевой областью сердечника над торцевым отверстием наклонно удерживают таким образом, что по боковой поверхности скользит лишь самая нижняя шпонка сухаря клапана, вследствие чего лишь самую нижнюю шпонку сухаря клапана вводят в самый нижний кольцевой паз стержня клапана, вначале освобождаемый сердечником.

15. Способ по п.13 или 14, отличающийся тем, что сухари клапана подают при помощи сжатого воздуха через транспортировочные каналы, которые вплоть до полного снятия инструмента с клапана нагружают сжатым воздухом и прижимают к стержню клапана.