CN105697497B - 防旋转卡簧 - Google Patents

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Abstract

在一个方面，一种卡簧包括卡簧主体，该卡簧主体限定(i)第一端面，(ii)第二端面，其与第一端面周向间隔开以在第一端面与第二端面之间限定一间隙，和(iii)外弯曲面，其限定卡簧主体的外周界。所述外弯曲面可从第一端面延伸至第二端面。另外，所述卡簧包括在外弯曲面上限定的至少一排齿，并且所述至少一排齿从第一和第二端面中的至少一者沿着远离所述间隙的方向周向地延伸。当安装在卡簧槽中时，所述齿接合卡簧槽以限制卡簧在槽内旋转。

Description

防旋转卡簧
技术领域
本发明涉及机械紧固件，并且更具体地涉及用在例如发动机活塞组件中的卡簧。
背景技术
在至少某些内燃机中，使用活塞销将连杆连接到活塞。安装时，活塞销通过在连杆上的套筒延伸，使得活塞的第一和第二端从该套筒的相对两侧伸出。活塞的第一端被定位在活塞的第一侧上的第一销凸台内，并且活塞的第二端被定位在活塞的第二侧上的第二销凸台内。通常，所述活塞以三种不同配置中的一种被联接到第一和第二销凸台。在第一配置中，活塞销可旋转且轴向地固定到凸台。在此“固定销”配置中，连杆被允许绕着活塞销旋转，但活塞销不在凸台内旋转。在第二配置中，活塞销可旋转且轴向地固定到连杆。在此“半浮动销”配置中，活塞销被允许在凸台内旋转；然而，连杆被固定到活塞销，使得活塞销与连杆一起旋转。在第三配置中，活塞销利用一对卡簧(也称为c型夹或卡环)轴向但不可旋转地固定到凸台。在此“全浮动销”配置中，每个卡簧被定位在对应的一个凸台中的槽内，并且活塞销被限制在一对卡簧之间。活塞销被允许在凸台内旋转，且连杆被允许绕活塞销旋转。
在“全浮动销”配置中，活塞销抵靠每一个卡簧的旋转会导致卡簧旋转。如果卡簧的一端转动成更靠近另一端，则卡簧可以压缩，这可能导致卡簧从其槽中意外脱开。另外，卡簧的旋转可导致卡簧磨损，这可导致卡簧失效。
英国(G.B.)专利号359，836公开了一种卡簧，该卡簧具有围绕其周边等距间隔开的弯曲的锯齿或圆齿，其中锯齿使卡簧有弹性而不影响卡簧的强度。当扩展到其工作位置时，该卡簧防止活塞销在操作期间轴向移位。然而，G.B.专利号359，836没有解决限制卡簧旋转以限制磨损或卡簧意外脱开的问题。
发明内容
在本发明的一个方面，卡簧可包括卡簧主体和至少一排齿。卡簧主体进而可以限定，(i)第一端面，(ii)第二端面，其与第一端面周向间隔开，以便在第一端面和第二端面之间限定一间隙，以及(iii)外弯曲面，其限定卡簧主体的外周界。所述外弯曲面可从第一端面延伸至第二端面，并且可以终止于第一端面和第二端面中的每一个端面。所述至少一排齿可以限定在外弯曲面上，并且可以从第一端面和第二端面中的至少一个沿着远离所述间隙的方向周向地延伸。
在本发明的另一方面，卡簧可包括弯曲的卡簧主体、第一联接构件、第二联接构件、中间部分和多个齿。弯曲的卡簧主体可限定外弯曲面和内弯曲面，该外弯曲面限定卡簧主体的外周界，内弯曲面与外弯曲面沿着径向方向相对，使得内弯曲面限定卡簧主体的内周界。第一联接构件可通过卡簧主体的第一端限定，并且第二联接构件可通过卡簧主体的第二端限定，其中所述第二端与第一端间隔开以在第一端与第二端之间限定间隙。所述多个齿可以由外弯曲面限定在所述第一联接和第二联接构件中的每一个上，并且中间部分可以由卡簧主体在第一联接构件和第二联接构件之间的一位置限定。第一联接构件可以沿着径向方向从内弯曲表面到外弯曲面限定第一联接构件宽度，以及第二联接构件可以沿着径向方向从内弯曲面到外弯曲面限定第二联接构件宽度。中间部分可以沿着径向方向从内弯曲面到外弯曲面限定中间部分宽度，并且所述中间部分宽度可小于第一联接构件和第二联接构件中的每一个的宽度。
在本发明的又一方面，卡簧可包括卡簧主体、第一联接构件、第一组齿、第二联接构件和第二组齿。卡簧主体可限定沿轴向方向取向的中心轴线，并且可限定内弯曲表面和与内弯曲表面沿垂直于所述轴向方向的径向方向间隔开的外弯曲面。第一联接构件可围绕中心轴线周向延伸。第一组齿可以由外弯曲面限定，且可以沿至少一部分第一联接构件布置。第二联接构件可围绕中心轴线周向延伸，其中，所述卡簧主体可限定从第一联接构件延伸到第二联接构件的周向间隙。所述第二组齿可以由外弯曲面限定，且可以沿至少一部分第二联接构件布置，其中，所述第一联接构件可以与第二联接构件沿着卡簧主体在周向上间隔开。
附图说明
前面的概述以及下面对本申请的实施例的详细描述将在结合附图阅读时能更好地被理解。为了说明本申请的方法和装置，在附图中示出代表性实施例。然而，应当理解，本申请并不限于所示的精确方法和装置。在附图中：
图1是根据一个实施例的活塞组件的局部剖视透视图，其中一部分活塞被切开以露出活塞销、连杆和一对卡簧；
图2是图1的活塞组件的剖视侧视图；
图3是图2的活塞组件的卡簧槽的放大的剖视侧视图；
图4是根据一个实施例的卡簧的平面图；
图5是图4的卡簧的联接构件的透视图；
图6是根据替代实施例的卡簧的平面图；和
图7是图6的卡簧的联接构件的透视图。
具体实施方式
以下说明中使用的特定术语仅为方便起见，且不是限制性的。词语“右”、“左”、“下”和“上”在所参照的附图中指示方向。词语“内”或“远”和“外”或“近”分别表示朝向和远离活塞组件和/或卡簧及其相关零件的几何中心的方向。所述术语包括以上列举的词语、其派生词和类似意思的词。
参照图1和2，活塞组件100包括活塞102、活塞销106、由活塞102支承并进而支承活塞销106的至少一个卡簧108。例如，所述至少一个卡簧108可包括一对卡簧，例如第一卡簧108a和第二卡簧108b。活塞组件100还可包括在第一卡簧108a与第二卡簧108b之间的位置上由活塞销106支承的连杆104。
活塞102限定了近端116和沿着纵向方向L与近端116相反的远端114。因此，活塞102可以限定从近端116到远端114的远侧方向D。活塞还可限定从远端114到近端116的近侧方向P。活塞102限定沿着纵向方向L在近端116与远端114之间延伸的中心轴线A1。活塞102可包括封闭活塞102的远端114的端壁112。因此，活塞102可限定从近端116延伸到端壁112的活塞腔118。因此，活塞腔118可终止于端壁112。活塞腔118的尺寸和形状设置成接收一部分连杆104。可以理解的是，图1示出了第一一半部分，并且活塞102的第二一半部分是其第一一半部分的镜像。
活塞102可包括从端壁112在近侧方向P上延伸的至少一个活塞壁110。例如，所述至少一个活塞壁110可部分地限定活塞腔118。至少一个活塞壁110可以根据需要构造成环形壁，或多个互连的壁。所述至少一个活塞壁110限定外弯曲面110a，该外弯曲面110a限定了活塞102的外周界，以及与外弯曲面相对且限定活塞102的内周界的内弯曲面110b。内弯曲面110b可以与外弯曲面110a朝向活塞中心轴线A1径向向内地间隔开。类似地，外弯曲面110a可以与内弯曲面110b远离活塞中心轴线A1径向向外地间隔开。因此，内弯曲面110b可以限定活塞腔118的周界。
所述至少一个活塞壁110还可限定近端110c和远端110d，该远端110d在纵向方向L与近端110c相对且在远侧方向D上与近端110c间隔开。因此，所述至少一个活塞壁110的近端110c可以在近侧方向P上与远端110d间隔开。应当理解的是，活塞102的近端116可通过所述至少一个活塞壁110的近端110c限定。因此，近端110c同样可以构造成开放端。包括外弯曲面110a和内弯曲面110b中的每一个的至少一个活塞壁110可以环绕活塞中心轴线A1。此外，外弯曲面110a和内弯曲面110b中的每一个都可以从活塞102的近端110c向远端110d延伸。
继续参照图1-2，端壁112可以是大致的圆柱形形状，并且还可以围绕活塞中心轴线A1居中地设置。端壁112限定外端面112a、沿着纵向方向L与外端面112a相对的内端面112b。端壁112还限定从外端面112a延伸到内端面112b的弯曲端部表面112c。内端面112b可以终止于活塞壁110的远端110d。应该理解的是，端壁112与活塞壁110可以是一体的。
活塞102还可包括至少一个销凸台120，该销凸台被配置成支承活塞销106。例如，所述至少一个销凸台120可包括一对销凸台120，例如第一销凸台120a和第二销凸台120b。销凸台120可以从活塞壁110的内弯曲面110b朝向中心轴线A1径向向内延伸。销凸台120关于沿着垂直于纵向方向L的横向方向T延伸的销中心轴线A2定中。在一个示例中，销中心轴线A2可以与活塞中心轴线A1相交。销凸台120可以与活塞壁110和端壁112是一体的。
第一销凸台120a可与活塞壁110协作，以便接收活塞销106的第一端106a。类似地，第二销凸台120b可与活塞壁110协作以接收与活塞销106的第一端相对的活塞销106的第二端106b。例如，活塞102可限定销孔124，该销孔在横向方向T上穿过活塞壁110以及第一销凸台120a和第二销凸台120b的每一个而延伸。因此，活塞102可以限定至少一个销支承表面122，该表面由活塞壁110和至少一个销凸台120两者限定。例如，活塞102可以限定第一销支承面122a和第二销支承面122b，所述销支承面由活塞壁110以及分别为第一销凸台120a和第二销凸台120b中的每一个来限定。第一销支承面122a和第二销支承面122b可以限定销孔124的外周界，并且可以将尺寸设置成当活塞销106***销孔124内时支承活塞销106。
现在还参考图3，活塞102可以限定延伸进入所述至少一个销支承面122内的至少一个卡簧槽126。例如，活塞102可以限定延伸到所述第一销支承面122a内的第一卡簧槽126a，和延伸到所述第二销支承面122b内的第二卡簧槽126b。第一卡簧槽126a和第二卡簧槽126b中的每一个卡簧可分别围绕第一销支承表面122a和第二销支承面122b周向延伸。每个卡簧槽126都可限定外槽面127a、与外槽面127a径向向内间隔开的内槽面127b和从外槽面127a延伸到内槽面127b的弯曲槽面127c。每个外槽面127a和每个内槽面127b都具有环形形状。弯曲槽面127c可以限定相应的一个卡簧槽126的外周界。此外，每个卡簧槽126限定了槽深D1，该槽深从弯曲槽面127c到相应的销支承面122测量。
继续参照图1-2，并且如上所述，活塞组件100可包括第一卡簧108a和第二卡簧108b。第一卡簧108a和第二卡簧108a、108b的尺寸和构造设置成被分别***第一卡簧槽126a和第二卡簧槽126b。此外，第一卡簧108a和第二卡簧108b的尺寸设置成接收活塞销106，使得活塞销106可相对于活塞102绕销中心轴线A2旋转。第一卡簧108a和第二卡簧108b可防止活塞销106在横向方向T上相对于活塞102平移。如下面更详细地说明的，第一卡簧108a和第二卡簧108b中的一者或两者可包括与弯曲槽面127c接触的多个齿，以便防止(多个)卡簧108在相应的第一卡簧槽126a和第二卡簧槽126b内周向旋转。
现在参考图4-5，示出了卡簧200的一个实施例，该卡簧用于实现图1-3所示的第一卡簧108a和第二卡簧108b中的一者或两者。卡簧200绕相对于卡簧200沿着轴向方向A定向的卡簧中心轴线A3居中地设置(也参见图2)。卡簧200还限定了定向成垂直于轴向方向A的径向方向R。例如，径向外方向可被限定成沿径向方向R远离卡簧中心轴线A3的方向。径向内方向可被限定成沿径向方向R朝向卡簧中心轴线A3的方向。当然，应理解的是，径向方向R，以及进而径向外方向和径向内方向，可以与卡簧中心轴线A3相交或可从卡簧中心轴线A3偏移。
卡簧200包括弯曲的卡簧主体202，其限定了第一端面202a和沿着周向方向C与第一端面202a间隔开的第二端面202b。卡簧主体202还可限定外弯曲面202c和沿径向方向R与外弯曲面202c相对的内弯曲面202d。内弯曲面202c、外弯曲面202d可在周向方向C从第一端面202a延伸到第二端面202b，并且可以终止于第一端面202a、第二端面202b中的每一个。卡簧主体202还可包括上表面202e和沿轴向方向A与上表面202e相对的下表面202f。上表面202e和下表面202f中的每一个都可以从外弯曲面202c延伸到内弯曲面202d。
卡簧主体202可限定在第一端面202a和第二端面202b之间延伸的间隙204。例如，间隙204可以从第一端面202a延伸到第二端面202b。内弯曲面202d限定了卡簧主体202的内周界。外弯曲面202c限定了卡簧主体202的外周界。在该实施例中，从第一端面202a到第二端面202b的整个外弯曲面202c可以被限定成当卡簧处于扩展位置(状态)时的恒定直径限定，但是本发明的实施例并不局限于此。卡簧主体202的上表面202e和下表面202f可以是平面的或所需的其它形状。例如，上表面202e和下表面202f中的每一者都可以沿着各自的正交于卡簧中心轴线A3的平面延伸。各平面可定向成相互平行。
卡簧200可以在扩展位置和压缩位置之间转换。卡簧200可以在扩展位置处于静止，且缩小到压缩位置。卡簧200还可以是弹性的，以从压缩位置向扩展位置自然偏置。当卡簧200处于扩展位置时(在图4中示出)，卡簧主体202在外弯曲面202c上限定了相对的第一点和第二点，所述相对的点沿着从第一点延伸到第二点的直线相互间隔开第一距离。所述直线可沿着径向方向R被定向，并且可以通过卡簧中心轴线A3进一步延伸。当卡簧200处于压缩状态时，第一点和第二点沿着从第一点延伸到第二点的直线被间隔开小于第一距离的第二距离。同样地，所述直线可以沿径向方向R延伸。
卡簧主体202包括第一联接构件206、第二联接构件208以及设置在所述第一联接构件206和第二联接构件208之间的中间部分210。例如，中间部分210可以从第一联接构件206延伸到第二联接构件208。第一联接构件206沿着周向方向C从第一端面202a远离间隙204延伸，并且第二联接构件208沿着周向方向C从第二端面202b远离间隙204延伸。卡簧主体202限定了第一孔212，其在轴向方向A至少延伸到第一联接构件206内。例如第一孔212可在轴向方向A穿过第一联接构件206从上表面202e延伸到下表面202f。类似地，卡簧主体202可以限定第二孔214，其在轴向方向A至少延伸到第二联接构件208内。例如，第二孔214可在轴向方向A穿过第二联接构件208从上表面202e延伸到下表面202f。中间部分210沿着周向方向C从第一联接构件206延伸到第二联接构件208。
第一联接构件206限定了沿着径向方向R的从内弯曲面202d到外弯曲面202c的第一联接构件宽度W1，且第二联接构件208限定沿着径向方向R的从内弯曲面202d到外弯曲面202c的第二联接构件宽度W2。此外，中间部分限定了沿着径向方向R的从内弯曲面202d到外弯曲面202c的中间部分宽度W3。如图所示，中间部分宽度W3在第一联接构件206到第二联接构件208之间可以变化。在本实施例中，在最接近第一联接构件206和第二联接构件208处中间部分宽度W3最小，且在第一联接构件206和第二联接构件208之间的中间位置处最大。换言之，中间部分宽度W3沿着周向方向从第一联接构件206朝向第一联接构件206和第二联接构件208之间的中间点增大，并且从中间点到第二联接构件208减小。应该理解的是，在替代实施例中，中间部分宽度W3可以以另一方式变化或者可以是恒定的。
在最接近第一联接构件206和第二联接构件208处(即W3为最小位置处)测量的，以及在第一联接构件206和第二联接构件208之间的中间点处(即W3为最大处)测量的中间部分宽度W3，小于第一联接构件宽度W1和第二联接构件宽度W2中的每一个。然而，根据替代实施例，第一联接构件宽度W1和第二联接构件宽度W2可以介于中间部分宽度W3的最小和最大测量值之间或者小于或等于中间部分宽度W3的最小测量值。此外，沿着卡簧主体202的至少一部分周向长度，中间部分宽度W3大于槽深D1(参照图3)。因此，当卡簧200被定位在活塞102的第一卡簧槽126a或第二卡簧槽126b内时，卡簧主体202被配置成抵接活塞销106的一端以防止活塞销106沿着中心销轴线A2平移超过相应的卡簧槽。
卡簧200还可包括从卡簧主体202的外弯曲面202c延伸或延伸进入卡簧主体202的外弯曲面202c的多个齿216。多个齿216可布置成排。所述一排齿可以沿圆周方向从第一端面202a通过中间部分210到第二端面202b不连续。所述一排齿包括齿216的第一部分216a——该第一部分从第一端面202a沿着至少一部分第一联接构件206且远离间隙204地延伸，以及齿216的第二部分216b——该第二部分从第二端面202b沿着至少一部分第二联接构件208且远离间隙204地延伸。此外，齿216不沿所述中间部分210延伸，使得外弯曲面202c在第一联接构件206和第二联接构件208之间大致光滑。因此，可以说，所述一排齿216终止于第一端面202a和第二端面202a、202b中的每一个。
多个齿216中的每一个齿可以从上表面202e到下表面202f沿轴向方向A取向。此外，第一部分216a的齿216的至少一部分到全部随着它们沿径向方向R从内弯曲面202d到外弯曲面202c延伸而朝向第一端面202a倾斜。另外同样地，第二部分216b的齿的至少一部分到全部随着它们沿径向方向R从内弯曲面202d到外弯曲面202c延伸而朝向第二端面202b倾斜。
参照图3-5，第一孔212和第二孔214可以配置成联接到工具如(但不限于)卡簧钳。在一个示例中，卡簧钳可以在第一孔212和第二孔214夹紧卡簧200，从而将卡簧200安装到卡簧槽126内。然后，该工具可通过向卡簧200施加足以减小间隙204的压缩力使卡簧200从扩展位置转换到压缩位置。如上所述，减小间隙204因而沿径向方向减小了卡簧主体202的外表面202c的横截面尺寸。当卡簧200处于压缩位置时，卡簧200被配置成用于***到销孔124内，使得卡簧200的外弯曲面202c与卡簧槽126的弯曲槽面127c对齐。然后，卡簧200从压缩位置转换到扩展位置，使得卡簧200的外弯曲面202c靠在卡簧槽126的弯曲槽面127c上扩展。
在扩展卡簧200使其进入卡簧槽126内之后，卡簧槽126的内槽面127a和外槽面127b分别与卡簧200的上表面202e和下表面202f发生干涉，以防止卡簧200在轴向方向A(即，沿着销中心轴线A2)移动。另外，齿216接合弯曲槽面127c以便限制(i)第一联接构件206在周向方向C更接近第二联接构件208的旋转和(ii)第二联接构件208在周向方向C更接近第一联接构件206的旋转。限制联接构件相对于彼此的旋转可以防止在使用活塞102时卡簧200转换到压缩位置。防止卡簧200转换到压缩位置可进而防止卡簧200从卡簧槽126意外脱开。另外，限制第一联接构件206和第二联接构件208的旋转可限制整个卡簧主体302在圆周方向C上旋转。限制卡簧主体302的旋转/转动可防止卡簧300的外弯曲面302c擦碰弯曲槽面127c，因此可以限制卡簧300的外弯曲面302c的磨损。
现在参照图6和7，示出了卡簧300用于实现图1-3的卡簧108的一个或两个的另一实施例。如下面将更详细地描述的，卡簧300类似于卡簧200，只是卡簧300的齿316的结构与齿216的不同。
卡簧300绕卡簧中心轴线A3定中设置(也参见图2)，该中心卡簧轴线沿关于卡簧300的轴向方向A取向。卡簧300还限定了垂直于轴向方向A取向的径向方向R。例如，径向外方向可以限定成沿径向方向R远离卡簧中心轴线A3的方向。径向内方向可以限定成沿径向方向R朝向卡簧中心轴线A3的方向。当然，应该理解的是，径向方向R以及进而径向外方向和径向内方向，可以与卡簧中心轴线A3相交或者可从卡簧中心轴线A3偏移。
卡簧300包括限定了第一端面302a和沿着周向方向C与第一端面302a间隔开的第二端面302b的弯曲卡簧主体302。卡簧主体302还可限定外弯曲面302c和沿径向方向R与外弯曲面302c相对的内弯曲面302d。外弯曲面302c和内弯曲面302d可在周向方向C上从第一端面302a延伸到第二端面302b，并且可以终止于第一端面302a和第二端面302b中的每一个。卡簧主体302还可包括上表面302e和沿轴向方向A与上表面302e相对的下表面302f。上表面302e和下表面302f均可以从外弯曲面302c延伸到内弯曲面302d。
卡簧主体302可限定在第一端面302a和第二端面302b之间延伸的间隙304。例如，间隙304可以从第一端面302a延伸到第二端面302b。内弯曲面302d限定了卡簧主体302的内周界。外弯曲面302c限定了卡簧主体302的外周界。在该实施例中，整体外弯曲面302c——从第一端面302a到第二端面302b——可在卡簧处于扩展位置时限定有恒定的直径，虽然本发明的实施例并不局限于此。卡簧主体302的上表面302e和下表面302f可以是平面的或所希望的其它形状。例如，上表面302e和下表面302f均可以沿着与卡簧中心轴线A3正交的各自的平面延伸。所述各自的平面可定向成相互平行。
卡簧300可以在扩展位置和压缩位置之间转换。卡簧300可以在扩展位置处于静止，且缩小到压缩位置。卡簧300还可以是弹性的，以便从压缩位置向扩展位置自然偏置。当卡簧300处于扩展位置时(在图4中示出)，卡簧主体302在外弯曲面302c上限定了相对的第一点和第二点，所述相对的点沿着从第一点延伸到第二点的直线相互间隔开第一距离。所述直线可沿着径向方向R被定向，并且可以通过中央卡簧轴线A3进一步延伸。当卡簧300处于压缩位置时，第一点和第二点沿着从第一点延伸到第二点的直线被间隔开小于第一距离的第二距离。同样地，所述直线可以沿径向方向R延伸。
卡簧主体302包括第一联接构件306、第二联接构件308以及设置在所述第一联接构件306和第二联接构件308之间的中间部分310。例如，中间部分310可以从第一联接构件306延伸到第二联接构件308。第一联接构件306沿着周向方向C从第一端面302a远离间隙304延伸，并且第二联接构件308沿着周向方向C从第二端面302b远离间隙304延伸。卡簧主体302限定了在轴向方向A上至少延伸到第一联接构件306内的第一孔312。例如第一孔312可在轴向方向A上穿过第一联接构件306从上表面302e延伸到下表面302f。类似地，卡簧主体302可以限定在轴向方向A上至少延伸到第二联接构件308内的第二孔314。例如，第二孔314可在轴向方向A上穿过第二联接构件308从上表面302e延伸到下表面302f。中间部分310沿着周向方向C从第一联接构件306延伸到第二联接构件308。
第一联接构件306限定了沿着径向方向R的从内弯曲面302d到外弯曲面302c的第一联接构件宽度W1，且第二联接构件308限定了沿着径向方向R的从内弯曲面302d到外弯曲面302c的第二联接构件宽度W2。此外，中间部分限定了沿着径向方向R的从内弯曲面302d到外弯曲面302c的中间部分宽度W3。如图所示，中间部分宽度W3可以在第一联接构件306到第二联接构件308之间变化。在本实施例中，中间部分宽度W3在最接近第一联接构件306和第二联接构件308处最小、，且在第一联接构件306和第二联接构件308之间的中间位置处最大。换言之，中间部分宽度W3沿着周向方向从第一联接构件306朝向第一联接构件306和第二联接构件308之间的中间点增大，并且从中间点到第二联接构件308减小。应该理解的是，在替代实施例中，中间部分宽度W3可以以另一方式变化或者可以是恒定的。
在最接近第一联接构件306和第二联接构件308处(即W3为最小位置处)测量的，以及在第一联接构件306和第二联接构件308之间的中间点(即W3为最大位置处)测量的中间部分宽度W3，小于第一联接构件宽度W1和第二联接构件宽度W1、W2中的每一个。然而，根据替代实施例，第一联接构件宽度W1和第二联接构件宽度W2可以介于中间部分宽度W3的最小和最大测量值之间或者小于或等于中间部分宽度W3的最小测量值。此外，至少沿着一部分卡簧主体302的周向长度，中间部分宽度W3大于槽深D1(参照图3)。因此，当卡簧300被定位在活塞102的卡簧槽126内时，卡簧主体302被配置成抵接活塞销106的一端以防止活塞销106沿着销中心轴线A2平移越过卡簧槽126。
卡簧300还可包括多个齿316，所述齿沿着第一联接构件306、第二联接构件308和中间部分310从卡簧主体302的外弯曲面302c延伸或延伸进入卡簧主体302的外弯曲面302c。多个齿316可布置成多排，其沿着周向方向C从第一端面302a远离间隙304且围绕外弯曲面302c连续(即，不中断地)延伸到第二端面302b。因此，可以说所述多排齿316终止于第一端面302a和第二端面302b的每一个。所述多排齿316在轴向方向A上从上表面302e到下表面302f相互间隔开。此外，齿316为滚花齿。
参照图3和6-7，第一孔312和第二孔314可以配置成联接到工具如(但不限于)卡簧钳。在一个示例中，卡簧钳可以在第一孔312和第二孔312、314夹紧卡簧300，从而将卡簧300安装到卡簧槽126内。然后，该工具可通过向卡簧300施加足以减小间隙304的压缩力使卡簧300从扩展位置转换到压缩位置。如上所述，减小间隙304因此沿径向方向减小了卡簧主体302的外表面302c的截面尺寸。当卡簧300处于压缩位置时，卡簧300被配置成用于***到销孔124内，使得卡簧300的外弯曲面302c与卡簧槽126的弯曲槽面127c对齐。然后，卡簧300从压缩位置转换到扩展位置，使得卡簧300的外弯曲面302c靠在卡簧槽126的弯曲槽面127c上扩展。
在扩展卡簧300使其进入卡簧槽126内之后，卡簧槽126的内槽面127a和外槽面127b分别与卡簧300的上表面302e和下表面302f干涉，以防止卡簧300在轴向方向A上(即，沿着销中心轴线A2)移动。另外，齿316接合弯曲槽面127c以限制卡簧主体302在周向方向C上的旋转。限制卡簧主体302的旋转可防止卡簧300的外弯曲面302c擦碰弯曲槽面127c，因此可以限制卡簧300的外弯曲面302c的磨损。
尽管图4和5中的卡簧被描述成具有一排不连续的齿216，本发明的实施例并不局限于此。根据替代实施例，所述一排齿216可围绕卡簧200的外弯曲面202c从第一端面202a连续延伸到第二端面202b。另外，齿216可以沿轴向方向A布置成多排齿216，其中所述多排齿216围绕外弯曲面202c连续或不连续地延伸。
此外，尽管图6和7中的卡簧被描述成具有多个连续的齿316排，本发明的实施例并不局限于此。根据替代实施例，所述多排齿316可以围绕卡簧300的外弯曲面302c不连续地延伸。例如，所述多排齿316可以沿着外弯曲面302c在第一联接构件306和第二联接构件308处延伸，使得第一联接构件306和第二联接构件308之间的外弯曲面302c没有齿从中伸出(即，是光滑的)。
根据替代实施例，卡簧可以设想成将图4和5的倾斜齿216与图6和7的滚花齿316结合。例如，根据至少一个实施例，卡簧可具有(i)倾斜齿诸如沿着第一联接构件和第二联接构件的外弯曲面延伸的倾斜齿216和(ii)滚花齿诸如在第一和联接构件第二联接构件之间延伸的滚花齿316。
此外，根据替代实施例，所述齿可以在除了图4至7所示那些位置之外的位置上从外弯曲面延伸或延伸进入外弯曲面。例如，根据某些实施例，一部分齿可沿着每个联接构件和沿着在第一联接构件和第二联接构件之间的中间点处的外弯曲面延伸，使得各个联接构件与中间点之间的外弯曲面是平滑的。根据另一实施例，齿的各部分可在从中间点+90度和-90度的转角处从外弯曲面延伸或延伸进入外弯曲面，同时从这些部分在两个方向上延伸的外弯曲面都是平滑的。
尽管图4至7示出了具有宽度W1和W2大于中间部分的宽度W3的联接构件的卡簧，但本发明的实施方式并不局限于此。根据替代实施例，宽度W1和W2可以等于或甚至小于宽度W3。
此外，尽管图4至7中的卡簧是平面的，本发明的实施方式并不局限于此。根据替代实施例，卡簧可以具有，例如，圆形的截面，其中齿设置在圆形横截面的外弯曲部分上。
再次，尽管图4至7中的卡簧在其中形成有孔，但本发明的实施方式并不局限于此。在替代实施例中，卡簧可以实施成不具有孔。此外，根据替代实施例，卡簧可以通过孔之外的其它联接特征来实现，例如从卡簧的上表面的孔的位置伸出的销，压缩力可被施加到所述销上以使卡簧转换到压缩位置。在具有联接特征的实施例中，可以说，第一联接构件从卡簧主体的第一端面(例如202a，302a)至少延伸到第一联接特征(例如第一孔212或第一孔312)以及第二联接构件从卡簧主体的第二端面(例如202b，302b)至少延伸到第二联接特征(例如第二孔214或第二孔314)。
再参照图1-2，活塞销106是圆柱形的杆或管，其具有第一端106a和与第一端106a相对的第二端106b。活塞销106的直径尺寸设置成被接收在销孔124内，并且其长度尺寸设置成被接收在销孔124中的第一卡簧槽126a和第二卡簧槽126b之间。当安装在活塞组件100中时，活塞销106的第一端106a由第一销凸台120a支承以及第二端106b由第二销凸台120b支承，使得活塞销106可在销孔124内围绕销中心轴线A2旋转。
活塞销106支承连杆104，连杆104包括轴128和套筒130。套筒130是大致圆柱形的管，其具有第一端面130a和沿横向方向A与第一端面130a间隔开的第二端面130b。套筒130限定内弯曲销支承面130c，其进而限定销孔132。销孔132的尺寸设置成接收所述活塞销106，并且销孔132被配置成当连杆104被安装在销组件100中时关于销中心轴线A2居中。销支承面130c和销孔132从第一端面130a延伸到第二端面130b。当通过活塞销106支承时，活塞销106延伸穿过套筒130的销孔132，使得活塞销106的第一端106a沿着横向方向A从套筒130的第一端面130a向外延伸，活塞销106的第二端106b沿着横向方向A从套筒130的第二端面130b向外延伸。套筒130由活塞销106支承在相对的销凸台120之间，以限制套筒130沿着销中心轴线A2的运动。
工业实用性
再参照图1-2，本发明的卡簧可在任何合适的应用中实现，包括在上述内燃机的活塞组件中实现。在内燃机发动机中，活塞组件100将往复运动转化为旋转运动。特别是，活塞102在气缸(未示出)内在近侧方向P与远侧方向D之间来回往复运动。随着活塞102往复运动，连杆104的套筒130也在近侧方向P与远侧方向D之间来回往复运动。此外，套筒130部分地围绕销中心轴线A2来回旋转，使得轴128在活塞腔118内的内弯曲面110b上的第一点与内弯曲面110b上的第二点之间平移，所述第二点与第一点在垂直于纵向方向L和横向方向T两者的方向上相对。在套筒130往复运动时，连杆104与套筒130相对的端部绕曲柄旋转。
套筒130的旋转可引起活塞销106在销孔124内旋转，因为套筒130的销支承面130c接触活塞销106。另外，活塞销106的旋转可在卡簧108a、108b中的一个或两个上施加围绕销中心轴线A2的旋转力，因为活塞销106的第一端106a接触第一卡簧108a且活塞销106的第二端106b接触第二卡簧108b。然而，如上所述，卡簧108a、108b中的一个或两者包括从其各自的外弯曲面延伸的多个齿，所述齿被构造成与卡簧槽126a、126b分别接合以限制卡簧108a、108b在其各自的卡簧槽内旋转。分别限制卡簧108a、108b在卡簧槽126a、126b内旋转可减少或消除各个卡簧108a、108b的外弯曲面的磨损，并且当活塞102在气缸内往复运动时防止各个卡簧108a、108b意外压缩。
本领域技术人员可以理解，可以对上述实施方式进行修改而不脱离本发明的广义发明概念。此外，应该理解的是，上述关于本文所述的任何实施方式的结构、特征和方法可以结合到本文所述的任何其它实施方式，除非另有说明。因此可以理解，本发明并不限于所公开的具体实施例，而是旨在覆盖在本发明的精神和范围内的修改。此外，应当理解，术语大致表明，某些方向分量不是绝对相互垂直，并且大致垂直意味着该方向的主方向分量垂直于另一个方向。

Claims (9)

1.一种卡簧，包括：
卡簧主体，其限定(i)第一端面，(ii)第二端面，其与第一端面周向间隔开以限定第一端面与第二端面之间的间隙，和(iii)外弯曲面，其限定卡簧主体的外周界，其中，所述外弯曲面从第一端面延伸至第二端面，并且终止于第一端面和第二端面中的每一个；以及
由外弯曲面限定的至少一排齿，其中，所述至少一排齿从第一端面和第二端面中的至少一者沿着远离所述间隙的方向周向地延伸，
所述卡簧主体限定沿径向方向与外弯曲面间隔开的内弯曲面，设置成沿周向更接近第一和第二端面中的一者而较远离第一和第二端面中的另一者的所述至少一排齿中的至少一者随着沿径向方向从内弯曲面延伸到外弯曲面而朝向所述第一端面和第二端面中的所述一者倾斜。
2.根据权利要求1所述的卡簧，其中，所述卡簧主体包括从第一端面远离间隙延伸的第一联接构件和从第二端面远离间隙延伸的第二联接构件，其中所述第一联接构件和第二联接构件被配置成接收来自工具的挤压力，从而在将所述卡簧***活塞的接收槽时减小所述间隙。
3.根据权利要求2所述的卡簧，其中，所述至少一排齿包括从外弯曲面沿着至少一部分第一联接构件延伸的齿，和从外弯曲面沿着至少一部分第二联接构件延伸的齿。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的卡簧，其中，所述至少一排齿终止于第一端面和第二端面中的每一个。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的卡簧，其中，所述至少一排齿围绕外弯曲面从第一端面连续地延伸到第二端面。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的卡簧，其中，所述至少一排齿包括从第一端面远离间隙延伸的第一部分，和从第二端面远离间隙延伸的第二部分，使得外弯曲面在所述第一部分和第二部分之间大致光滑。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的卡簧，其中，所述卡簧主体限定上表面和沿轴向方向与所述上表面间隔开的下表面，使得外弯曲面从上表面延伸到下表面，并且所述至少一排齿包括至少第一排齿和第二排齿，使得第一排齿在轴向方向与第二排齿间隔开。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的卡簧，其中，所述至少一排齿中的齿为滚花的。
9.一种卡簧，包括：
卡簧主体，其限定沿轴向方向取向的中心轴线，并且其中，所述卡簧主体限定内弯曲表面和与内弯曲表面沿垂直于轴向方向的径向方向间隔开的外弯曲面；
第一联接构件，其围绕中心轴线在周向方向上延伸；
由外弯曲面限定的第一组齿，所述第一组齿沿至少一部分第一联接构件布置；
第二联接构件，其围绕中心轴线在周向方向上延伸，其中，所述卡簧主体限定从第一联接构件延伸到第二联接构件的周向间隙；和
由外弯曲面限定的第二组齿，所述第二组齿沿至少一部分第二联接构件布置，其中，所述第一联接构件与第二联接构件沿着卡簧主体在周向上间隔开，
第一联接构件从卡簧主体的第一端面远离周向间隙延伸，第二联接构件从卡簧主体的第二端面远离周向间隙延伸，设置成沿周向更接近第一和第二端面中的一者而较远离第一和第二端面中的另一者的至少一个所述组齿随着沿径向方向从内弯曲面延伸到外弯曲面而朝向所述第一端面和第二端面中的所述一者倾斜。
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