CN104514654B - 机械系统、包括该系统的喷射泵和阀致动器以及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机械系统(1)，包括：支撑元件(10)；销(30)，其沿着第一轴线(X1)延伸并且包括两个相对的端部(36、37)，每个适于装配在所述支撑元件(10)中，用于相对于所述第一轴线(X1)径向地保持所述销(30)；以及滚子元件(40)，其绕着所述第一轴线(X1)相对于所述销(30)旋转地可动。根据本发明，所述机械系统(1)包括两个肋(26、27)，这两个肋置于所述端部(36、37)的任一侧上，用于沿着所述第一轴线(X1)轴向地保持所述销(30)。本发明还涉及一种包括这样的机械系统(1)的喷射泵和阀致动器。本发明还涉及一种制造方法。

Description

机械系统、包括该系统的喷射泵和阀致动器以及制造方法
技术领域
本发明涉及一种机械系统。本发明还涉及一种用于机动车辆的喷射泵和阀致动器，例如用于柴油卡车或汽油轿车发动机，喷射泵和阀致动器中的每个都包括这样的机械系统。本发明还涉及一种用于制造这样的机械系统的方法。
背景技术
通常，属于喷射泵的凸轮从动件包括挺柱、滚子和销。滚子和销都定心于横向轴线上，而挺杆沿着纵向轴线延伸。销固定至挺杆，而滚子绕其轴线相对于销旋转地可动。当凸轮从动件在使用时，滚子和与内燃机凸轮轴同步的凸轮协作。凸轮轴的旋转导致抵靠着挺杆的泵的活塞的周期性位移，以允许燃料被输送。挺杆可沿着纵向轴线来回运动。
已知的是，通过铆接、压配合、夹紧或使用簧环来确保相对于挺杆保持销，特别取决于挺杆的结构和材料。
EP-A-2 607 636描述了一种凸轮从动件，其包括与两个横向凸缘形成的挺杆，在它们之间限定有中间空隙且每个都包括圆柱形孔。在两个凸缘与孔之间，滚子定位在中间空隙中。然后，销被铆接，换句话说塑性变形于两个相对的端部上，以通过压配合而在挺杆孔中创建机械连接。
US-B-6 688 269描述了一种具有包括两对卡舌的挺杆的凸轮从动件，这些卡舌是可弹性变形的并且销被夹在其中。
DE-A-10 2007 006320描述了一种带有挺杆和用于保持销的固定环的凸轮从动件。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的机械系统，比如凸轮从动件或摇臂。
为此，本发明涉及一种机械系统，包括：支撑元件；销，其沿着第一轴线延伸并且包括两个相对的端部，每个适于装配在所述支撑元件中，用于相对于所述第一轴线径向地保持所述销；以及滚子元件，其绕着所述第一轴线相对于所述销旋转地可动。
根据本发明，所述机械系统包括两个肋，这两个肋置于所述端部的任一侧上，用于沿着所述第一轴线轴向地保持所述销。
由于本发明，在不使用铆接处理的情况下，确保相对于所述支撑元件保持销，该支撑元件例如是凸轮从动件的挺杆。除了由成对卡舌所提供的径向保持之外，两个相对的肋提供销的轴向保持。与铆接相比，该机械系统的设计及其组装得到简化。所述支撑元件可以由合成材料制成，使得该系统的重量和成本得到降低。
根据本发明有利的但不是必须的其他方面，这样的机械系统可包括以下特征中的一个或多个：
-所述两个肋与所述支撑元件一体地形成。
-所述两个肋垂直于所述第一轴线且平行于平移轴线延伸。
-所述支撑元件包括两对卡舌，所述两个相对的端部被夹在其中，用于相对于所述第一轴线径向地保持所述销。
-所述两对卡舌与所述支撑元件一体地形成。
-所述支撑元件包括两个支承部分，其至少部分地容纳所述销的两个端部。
-每个肋包括沿着所述第一轴线朝向彼此突出的短根部，而所述销的每个端部包括容纳所述短根部之一的凹部，用于相对于所述第一轴线径向地保持所述销。
-所述支撑元件被包覆模制到至少部分地容纳所述销的两个端部的插入件上。
-所述机械系统包括与所述支撑元件一体形成的至少一个抗旋转装置。
-所述机械系统包括：滚动轴承，其包括定位在所述销与所述滚子元件之间的滚子或滚针或者衬套；以及横向凸缘，用于沿着所述第一轴线轴向地保持所述滚子或滚针或者所述衬套。
-所述支撑元件由合成材料例如聚酰胺或聚醚醚酮制成。
-所述机械系统构成凸轮从动件，其中，所述支撑元件是沿着垂直于所述第一轴线的平移轴线可动的挺杆，并且其中所述滚子元件适于在凸轮的外表面上滚动。
-所述机械系统构成摇臂，其中，所述滚子元件被固定至臂和挺杆，可能作用在阀杆上。
本发明还涉及一种用于机动车辆的喷射泵，其装配有如上所提到的机械系统。
本发明还涉及一种用于机动车辆的阀致动器，其装配有如上所提到的机械系统。
本发明还涉及一种用于制造如上所提到的机械系统的方法，其中，所述销被夹在所述两个肋之间。优选地，所述销还被夹在成对的卡舌中。
附图说明
下面参照作为说明性示例而不限制本发明目的的附图，对本发明进行说明。在附图中：
-图1是凸轮从动件类型的根据本发明的机械系统的侧视图，其包括挺杆、销和滚子；
-图2是沿着图1的箭头II的顶视图；
-图3是沿着图2的线III-III的剖视图；
-图4是沿着图2的线IV-IV的剖视图；
-图5是示出了属于图1至4的机械系统的挺杆的透视图；
-图6是与图3相类似的剖视图，示出了包覆模制到支承插入件上的图5的挺杆；以及
-图7是与图4相类似的局部剖视图，示出了根据本发明第二实施例的机械系统。
具体实施方式
图1至6上所示的机械系统1是凸轮从动件类型的，适于装配用于机动车辆优选的是用于汽油轿车发动机的喷射泵(未示出)。
系统1包括挺杆10、销30、滚子40、滚动轴承50和插入件60。销30、滚子40和轴承50都定心于横向轴线X1上，而挺杆10定心于纵向轴线Y1上。轴线X1和Y1是垂直的。
如在图3和4上所示，挺杆10包括第一圆柱形部分11、第二圆柱形部分12以及介于部分11和12之间的中央径向部分13。挺杆10还包括从与部分11和13相对的部分12延伸的支承部分20。圆柱形部分11具有将腔17限定在挺杆10内的圆柱形内孔16。该腔17适于容纳轴(未示出)，用于沿着轴线Y1移动挺杆10。圆柱形部分12将另一腔19限定在挺杆10内，部分地容纳销30、滚子40和轴承50。部分13包括围绕插入件60的平表面14a和曲面14b。四个孔15平行于轴线Y1延伸穿过部分13，连接腔17和19，以允许润滑剂在它们之间流动。挺杆10具有圆柱形外表面18(带有圆形基础)，其定心于轴线Y1上并沿着这两个部分11和12延伸。
挺杆10可以在属于喷射泵的非示出孔中沿着轴线Y1来回移动，表面18在此孔中滑动。挺杆10可以由合成材料例如聚酰胺6,6(PA)或聚醚醚酮(PEEK)制成，或者由金属例如钢制成。挺杆10的材料被选择成抗油流动和温度变化。
另外，挺杆10形成用于销30、滚子40和轴承50的支撑元件。更精确地，挺杆10的支承部分20适于容纳销30，其上安装有滚子40和轴承50。为此，支承部分20在轴线Y1的两侧上包括以分叉的方式从部分12延伸的两对止动器或卡舌22和23。卡舌22和23中的每个都是可弹性变形的。成对的卡舌22大致在平行于轴线Y1的第一平面中凸出，而成对的卡舌23大致在平行于轴线Y1的第二平面中凸出。成对的卡舌22和23将接合腔19的中间空隙21限定在它们之间。成对的卡舌22和23适于容纳夹入其中的销30。成对的卡舌22和23提供相对于轴线X1径向地保持销30。
在支承部分20上，每对卡舌22和23限定局部圆柱形孔，分别为24和25。局部孔24和25优选的是被机加工。局部孔24和25定心于轴线X1上并且具有相同的直径。局部孔24和25形成径向地支承接触至轴线X1的容纳销30的支承部，特别是沿着平行于轴线Z1的方向。
根据本发明，挺杆10的支承部分20还设置有用于轴向保持销30的两个相对的肋26和27。肋26和27平行于轴线Y1且垂直于轴线X1从部分12延伸。在轴线Y1的相应侧上，肋26位于卡舌22之间，而肋27位于卡舌23之间。肋26和27中的每个都是可弹性变形的。连同成对的卡舌22和23及局部孔24和25一起，肋26和27限定容纳销30的中间空隙21。肋26和27具有置于沿着第一轴线X1在销30的任一侧上的内表面，分别为26a和27a。肋26和27提供相对于轴线X1轴向地保持销30。
实践中，在不脱离本发明范围的情况下，支承部分20可以具有不同的配置。卡舌22、23和肋26、27都被设计成在系统1使用时具有足够的机械性。优选地，卡舌22、23和肋26、27与挺杆10一体地形成。
销30包括在两个销端部36和37之间延伸的圆柱形表面32。在实践中，销端部36和37适于装配在支承部分20中。更精确地，销端部36和37适于被夹在成对的卡舌22和23中以及在肋26和27之间。然后，销端部36和37与局部孔24和25并且与面26a和27a接触。销30由金属比如钢或铜制成。
滚子40具有定心于轴线X1上的外圆柱形表面41和内圆柱形孔42。表面41旨在承靠着未示出的凸轮(其与内燃机的凸轮轴同步)的外表面。
滚动轴承50包括一系列的滚子52，其平行于轴线X1延伸并且绕着轴线X1有规律地分布。滚子52介于销30的表面32和滚子40的表面42之间。可替代地，元件52可以是滚针，在这种情况下，轴承50是滚针轴承。此外，系统1包括横向凸缘56和57，用于沿着轴线X1轴向地保持滚子或滚针52。
如图3和4所示，插入件60最好由冲压金属片制成，并且通过包覆模制与挺杆10组装。插入件60包括平中央部分61和两个平侧向部分62和63。插入件60包括将部分61和62连接的弯曲部分64和将部分61和63连接的弯曲部分65。弯曲部分64和65都与中央部分13的曲面14b接触。插入件60包括半圆柱形部分66，其与孔24一起支撑销30的端部36。插入件60包括半圆柱形部分67，其与孔25一起支撑销30的端部37。中央部分61包括与中央部分13的平表面14a接触的横向平表面68。
当机械系统1被安装时，销30、滚子40和滚动轴承50被插入中间空隙21。将滚针端部36和37夹入成对的卡舌22和23，支承接触抵靠着孔24、25和部分66、67。在此阶段，滚子40绕着轴线X1相对于销30旋转地可动。销轴线、滚子轴线和滚动轴承轴线与轴线X1合并。滚子40则适于在未示出的凸轮的外表面上滚动，更确切地说其表面41可以在未示出的凸轮的外表面上滚动。施加在滚子40的表面41上的载荷被传递至滚动轴承50，然后至销30，然后至插入件60和挺杆10。插入件60比支承部分20更能抵抗从滚子40所传递的载荷，换句话说，插入件60增加了系统1的机械性。
此外，系统1在其外表面18上包括与挺杆10一体形成的抗旋转装置80。装置80是销，其沿着平行于轴线Z1(其垂直于轴线X1和Y1)的方向从表面18凸出。销80具有外表面82，其在垂直于轴线Y1的截面中具有圆形形状，如图2所示。表面82与未示出的导向槽(其形成在围绕挺杆的孔中)相配合。因此，销80防止挺杆10绕着轴线Y1在此孔中旋转。销80沿着轴线Y1在两个末端84和86之间延伸，每个在包括轴线Y1和Z1的截面中都具有圆形形状。根据喷射泵的结构，末端84和86可以形成端部止挡件，其适于抵靠着导向槽或另一部件的末端。在图1至6的示例上，销80大致位于沿着轴线Y1的表面18的一半长度处，在腔19的孔和腔17的孔之间。
优选地，销80被模制为与挺杆10一起的一个单独部件。作为替代，销80可以由挺杆10的塑性变形而形成，例如通过从挺杆10的腔17里面冲压，冲压施加至孔16和变形部分11。作为另一替代，销80可在挺杆10的块中被加工。
挺杆10包括定心于轴线Y1上的两个环形槽181和182。槽181和182在表面18是开放的。槽181形成在部分11中，而槽182形成在部分12中。槽181更靠近腔17的孔，而槽182更靠近腔19的孔。
挺杆10还包括两个环形插入件101和102，优选地由金属制成。插入件101被装配在槽181内，而插入件102被装配在槽182内。挺杆10优选地包覆模制到插入件101和102上。因此，插入件101和102允许减少在未示出的孔中滑动的挺杆10的磨损。
图7示出了本发明的另一个实施例。将就相对于第一实施例的区别进行说明。
在图7上，肋26包括沿着轴线X1朝向肋27凸出的短根部28，而肋27包括沿着轴线X1朝向肋26凸出的短根部29。凹部38沿着轴线X1由盲孔形成在端部36内，而凹部39沿着轴线X1由盲孔形成在端部37内。短根部28被装配在凹部38内，而短根部29被装配在凹部39内。因此，短根部28和29确保相对于轴线X1径向地保持销30。优选地，在这种情况下，挺杆10不包括成对的卡舌22和23。销30被定位成与形成在支承部分20中的部分24、25和与形成在插入件60中的部分66、67支承接触。销30的轴向保持由肋26和27确保，而销30的径向保持由短根部28、29连同部分24、25、66和67一起确保。
在不脱离本发明范围的情况下，可以实施其他未示出的实施例。例如，支撑元件10和/或滚子元件40可以具有不同的配置，例如取决于系统1的预期应用。根据另一实施例，在不脱离本发明范围的情况下，装置80的数量、形状和位置可以发生变化。
根据未示出的实施例，系统1可以构成摇臂，其中，所述支撑元件10不是挺杆，并且其中，所述滚子元件40被固定至臂和挺杆，例如作用在阀杆上。
根据未示出的实施例，挺杆10的支承部分20不包括成对的卡舌22和23。销30被定位成与形成在支承部分20中的局部孔24、25和与形成在插入件60中的部分66、67支承接触。
根据另一未示出的实施例，系统1不包括滚动轴承50，而销30和滚子40一起形成滑动轴承。事实上，在重型应用中，比如在柴油卡车发动机中，涉及就实施滚动轴承50来说空间不足和/或载荷过大，从而证明应该使用滑动轴承。可替代地，轴承50可以由衬套代替。
根据另一未示出的实施例，成对的卡舌22、23和/或肋26、27与位于支撑元件10内的插入件60一体地形成。
根据另一未示出的实施例，插入件60被机加工，然后置于挺杆10内。
根据另一未示出的实施例，系统1包括抗旋转装置80，相比于腔19的孔，其更靠近腔17的孔，或反之亦然。在实践中，抗旋转装置80的位置取决于形成在挺杆10周围的孔中的导向槽的位置和程度。
根据另一未示出的实施例，抗旋转装置80可以是平行于轴线Y1延伸的杆，例如沿着挺杆10的外表面18的长度的大约80％(平行于轴线Y1所测得的)。通常，这样的杆沿着外表面18的长度的至少50％延伸。
根据另一未示出的实施例，系统1包括两个抗旋转装置80。优选地，这两个抗旋转装置80平行于轴线Y1对齐，使得它们可以定位在形成于挺杆10周围的孔中的同一槽中。可替代地，从表面18凸出的这两个抗旋转装置80可以相对于轴线Y1直接相对。
根据另一未示出的实施例，表面82可以在垂直于轴线Y1的截面平面中具有三角形或矩形形状。
根据另一未示出的实施例，槽181、182和插入件101、102不是环形的。换句话说，它们仅部分地绕着轴线Y1延伸。例如，槽181和插入件101在与肋26相同的侧上在180度的角度上绕着轴线Y1延伸，而槽182和插入件102在与肋27相同的侧上在180度的角度上绕着轴线Y1延伸。
根据另一未示出的实施例，在任何实施例中，系统1包括两个肋26和27，这两个肋置于销端部36和37的任一侧上，用于销30的沿着轴线X1的轴向保持。
此外，不同实施例的技术特征可以全部地或部分地彼此结合。因此，机械系统1及其制造方法可以适于应用的特定要求。

Claims (13)

1.一种凸轮从动件(1)，包括：
-挺杆(10)，所述挺杆能够沿垂直于第一轴线(X1)的平移轴线(Y1)移动；
-销(30)，其沿着第一轴线(X1)延伸并且包括两个相对的端部(36、37)，每个适于装配在所述挺杆(10)的支承部分(24、25)中，用于相对于所述第一轴线(X1)径向地保持所述销(30)，以及
-滚子元件(40)，其绕着所述第一轴线(X1)相对于所述销(30)旋转地可动并且适于在凸轮的外表面上滚动；
其特征在于，所述凸轮从动件(1)包括两个肋(26、27)，这两个肋置于所述端部(36、37)的任一侧上，用于沿着所述第一轴线(X1)轴向地保持所述销(30)，每个肋具有相应的内表面(26a,27a),所述端部(36、37)与所述内表面(26a,27a)和所述支承部分(24、25)接触，所述挺杆(10)包括金属插件(101,102)，用于减少在孔中滑动期间所述挺杆的磨损，所述金属插件设置在以平移轴线(Y1)为中心的凹槽中。
2.根据权利要求1所述的凸轮从动件(1)，其特征在于，所述两个肋(26、27)与所述挺杆(10)一体地形成。
3.根据权利要求1所述的凸轮从动件(1)，其特征在于，所述两个肋(26、27)垂直于所述第一轴线(X1)且平行于所述平移轴线(Y1)延伸。
4.根据权利要求1所述的凸轮从动件(1)，其特征在于，所述挺杆(10)包括两对卡舌(22、23)，所述两个相对的端部(36、37)被夹在其中，用于相对于所述第一轴线(X1)径向地保持所述销(30)。
5.根据权利要求4所述的凸轮从动件(1)，其特征在于，所述两对卡舌(22、23)与所述挺杆(10)一体地形成。
6.根据权利要求1所述的凸轮从动件(1)，其特征在于，每个肋(26；27)包括沿着所述第一轴线(X1)朝向彼此突出的短根部(28、29)，而所述销(30)的每个端部(36；37)包括容纳所述短根部(28；29)之一的凹部(38；39)，用于相对于所述第一轴线(X1)径向地保持所述销(30)。
7.根据权利要求1所述的凸轮从动件(1)，其特征在于，所述挺杆(10)被包覆模制到至少部分地容纳所述销(30)的两个端部(36、37)的插入件(60)上。
8.根据权利要求1所述的凸轮从动件(1)，包括与所述挺杆(10)一体形成的至少一个抗旋转装置(80)。
9.根据权利要求1所述的凸轮从动件(1)，包括：
-滚动轴承(50)，其包括定位在所述销(30)与所述滚子元件(40)之间的滚子、滚针(52)或衬套；以及
-横向凸缘(56、57)，用于沿着所述第一轴线(X1)轴向地保持所述滚子、滚针(52)或所述衬套。
10.根据权利要求1所述的凸轮从动件(1)，其特征在于，所述挺杆(10；110；210；310)由合成材料制成。
11.一种用于机动车辆的喷射泵，其特征在于，其包括根据权利要求1至10中任一项所述的凸轮从动件(1)。
12.一种用于机动车辆的阀致动器，其特征在于，其包括根据权利要求1至10中任一项所述的凸轮从动件(1)。
13.用于制造根据权利要求1至10中任一项所述的凸轮从动件(1)的方法，其特征在于，所述销(30)被夹在所述两个肋(26、27)之间。
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