CN104747330B - 凸轮从动滚子装置 - Google Patents

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Abstract

凸轮从动滚子装置包括主体(12)，安装在主体上的轴(16)，以旋转可移动的方式安装在所述轴上的滚子(14)，和在滚子(14)与主体(12)之间轴向地安装在轴(16)上的至少一个摩擦元件(22，24)。所述摩擦元件与主体并且与滚子分开。

Description

凸轮从动滚子装置
技术领域
本发明涉及在汽车或者工业应用中所使用的凸轮从动滚子装置的领域。
背景技术
本发明的一个有利的应用是在用于尤其是诸如汽车或卡车的机动车的内燃机的燃料喷射泵中凸轮从动滚子装置的使用。
诸如这样的装置包括挺杆或主体和安装成在所述主体上旋转并且旨在与内燃机的凸轮轴同步的凸轮协作的滚子，从而使得凸轮轴的旋转导致抵靠所述主体的喷射泵的活塞的周期性位移，以允许输送燃料。
本发明的另一个有利的应用是在用于控制内燃活塞发动机的阀的摇杆系统中的该装置的使用。
在该应用中，通过在其上滚动该装置的滚子用于与内燃机的凸轮轴的凸轮协作，以使得凸轮轴的旋转引起装置的主体或摇杆主体的周期性枢转，从而打开和闭合发动机的阀。
对于这些装置，滚子通常自由地安装在固定至本体的支承轴上。在运行期间，并且考虑到施加到装置上的力，特别是轴向力，在滚子与主体之间产生了接触。这样的轴向接触产生摩擦。此时，这些设备的本体通常通过锻造得到，其产生相对高的摩擦转矩，或甚至过早的磨损。
发明内容
本发明旨在克服这些缺点。
更特别地，本发明旨在提供一种具有减小摩擦转矩的凸轮从动滚子装置，并且该装置便于制造和装配。
在一个实施例中，凸轮从动滚子装置包括主体，安装在主体上的轴，以及以旋转地可移动方式安装在所述轴上的滚子。本装置进一步包括在滚子与主体之间轴向地安装在轴上的至少一个摩擦元件。所述摩擦元件与主体并且与滚子分开。
在滚子和主体之间的至少一种摩擦元件的轴向插入能够避免这两个部件之间的直接轴向接触。本装置的摩擦转矩因此被限制。由一个或多个摩擦元件，滚子与主体之间因轴向接触所产生的磨损受到限制。
优选地，所述滚子包括两个端面并且所述摩擦元件轴向地安装在所述一个端面与主体之间。所述滚子可以包括由端面轴向地限定的外表面和孔。
在一个优选实施例中，所述装置包括在滚子每一例轴向地安装在轴上的至少两个摩擦元件。所述摩擦元件中的一个可以轴向地布置在滚子的其中一个端面与所述主体之间，并且另一摩擦元件可以轴向地布置在滚子的另一端面与所述主体之间。
有利地，一个或多个摩擦元件自由地安装在轴上。一个或多个摩擦元件可以转动地自由地安装在轴上。
在轴上的一个或多个摩擦元件的浮动或自由装配能够进一步减小所述装置的摩擦转矩。具体的说，在操作期间，一个或多个摩擦元件可以由滚子驱动但以低于后者的速度旋转。因此，在滚子与一个或多个摩擦元件之间的摩擦很小。
可替换地或者组合地，一个或多个摩擦元件可以自由地移动安装在轴上。
在一个实施例中，一个或多个摩擦元件包括至少一种防磨和/或耐磨的涂层。所述涂层可以轴向地布置在其中一个端面的侧面上，该侧面与滚子关联和/或所述涂层可以轴向地布置在主体侧上。
一个或多个摩擦元件可以由例如聚酰胺的合成材料或金属材料制成。一个或多个摩擦元件可以包括垫圈。
在一个实施例中，本装置附加地包括径向插入在轴与滚子之间的滑动轴承。
在一个实施例中，轴的端部固定在主体的孔中。可替换地，主体可以附加地包括设置有支撑轴的端部的开放式轴承表面的支撑件。
附图说明
通过阅读由非限制性示例给出并且由所附附图示出的实施例的详细描述，将会更好地理解本发明，其中：
-图1是根据本发明的第一示例的凸轮从动滚子装置的剖面视图，以及
-图2和图3是根据本发明的第二和第三示例的凸轮从动滚子装置的剖面视图。
具体实施方式
图1示出了一种凸轮从动滚子装置，由总附图标记10指定，其能用于例如一种内燃机的燃料喷射泵。
该装置10包括推杆或主体12和滚子14，该滚子安装为相对于主体旋转并设计为抵靠在与内燃机的凸轮轴同步的凸轮上或直接靠在所述凸轮轴的凸轮上。主体12限定了向外开口的凹部12a，滚子14安装在其内。主体12包括轴向限定该凹部12a的两个相对的径向前内壁12b，12c。滚子14延伸以便向主体12外部径向突出。主体12可以有利地通过低成本的锻造或通过薄金属板坯料的切割，模压和弯曲获得。
装置10还包括安装在主体12上并且支撑滚子14的轴16，其具有几何轴线16a。支撑轴16包括轴向圆柱形外表面16b，滚子14安装在其上。轴16轴向地在滚子14的每一侧上延伸。轴的端部安装在通孔18，20内部，通孔轴向地彼此面对地形成在主体12中。孔18，20从主体的内壁12b，12c延伸。轴16通过任何合适的装置紧固在主体12上。
滚子14自由地转动地安装在轴16上。在示出的示例性实施例中，滚子14还自由地平移地安装在轴16上。滚子14包括安装为与轴的外表面16b直接径向接触并且形成内表面的轴向圆柱孔14a，以及径向地与所述孔相对的轴向圆柱外表面14b。滚子的外表面14b形成接触面以抵靠内燃机的相关凸轮。
滚子14还包括轴向限定孔14a和外表面14b的两个相对的径向前端面14c，14d。分别轴向地面对主体的内壁12b和12c的端面14c和14d的一部分向外地定向。在示出的示例性实施例中，端面14c、14d具有阶梯形状。在一种变形中，端面可以是平面。
为了限制滚子14与主体12之间的轴向摩擦，装置10还包括摩擦垫圈22，24。垫圈22，24在滚子14和主体12之间轴向地安装在轴16上。摩擦垫圈22轴向地插入滚子的端面14c与主体12之间。垫圈24轴向地布置在滚子的相对的端面14d与主体12之间。摩擦垫圈22，24安装在轴的外表面16b上并以轴线16b为中心。摩擦垫圈22，24在轴向和圆周方向上自由地安装在轴16上。
摩擦垫圈22和24彼此完全相同。每个垫圈22，24具有环形形状，并且由两个相对的径向前面22a和22b，24a和24b轴向限定。每个垫圈的径向面22a，24a形成与主体12的摩擦面。径向面22b，24b形成与滚子14的摩擦面。在示出的示例性实施例中，摩擦垫圈22，24轴向地在一侧接触靠在滚子14上，并且轴向地在另一侧靠在主体12上。可替换地，在装配期间，可以在摩擦垫圈22，24，主体12与滚子14之间提供轴向间隙。摩擦垫圈22，24与主体12，与滚子14以及与轴16分开。垫圈22，24有利地由具有相对于主体12和/或滚子14减小的摩擦系数的材料制成。例如，垫圈22，24可以是由例如填充或者不填充矿物纤维的聚酰胺的合成材料制成，或者可以由作为或者不作为底材的金属材料制成。
在一变形实施例中，为了限制摩擦和/或磨损，垫圈22，24的每个径向面包含涂层。涂层可以包含类金刚石非晶碳。类金刚石非晶碳国际上公认的代号是DLC。这种涂层具有很多优点包括自润滑的特性和对于研磨，粘合或腐蚀损耗良好的抵抗力。在一种变形中，涂层可以包括二硫化钨(WS2)，或黑色氧化物(“黑色氧化物”)，或磷酸盐，或氮化铬，或氮化钛。在一种变形中，可能使用具有限制摩擦和/或改善耐磨性的特性的其他任何涂层。每个涂层可以完全地覆盖摩擦垫圈的相关径向面。对于与沉积涂层工艺相关的原因，每个摩擦垫圈22，24的整体可以被同一涂层覆盖。在一种变形中，甚至可能在每个摩擦垫圈22，24的每个径向面上提供不同的涂层，或者为每个垫圈提供单独的涂层。
图2所示的示例性实施例，其中相同的元件具有相同的附图标记，不同之处在于装置10附加地包括径向地插入滚子14与轴16之间的滑动轴承26。滑动轴承26具有环形套筒形状并且与滚子14和轴16同轴。轴承26包括径向地安装为接触抵靠滚子的孔14a的圆柱形外表面26a和径向地安装为接触抵靠轴的外表面16b的相对的圆柱形孔26b。轴承26还包括轴向限定外表面26a和孔26b的两个相对的径向前端面(未标记)。在示出的示例性实施例中，轴承22的每个端面与滚子的相关端面14c，14d齐平。滚子14经由轴承26安装在轴16上。轴承26可以紧固在滚子14或轴16上，或者自由地在它们之间旋转地安装。垫圈的面22b，24b形成用于滑动轴承26并且用于滚子14的摩擦表面。垫圈22，24还与轴承26分开。在本示例性实施例中，垫圈22，24具有增大的径向尺寸。在一个变形实施例中，可能提供作为滑动轴承替代品的滚针轴承。
图3所示的示例性实施例，其中相同的元件具有相同的附图标记，与所描述的第一实施例主要的不同是装置10包括轴向地安装为与内壁12b，12c连接的主体的轴向下壁12d接触抵靠的支撑件28。支撑28包括开放并且径向向外定向的轴承或轴承表面28a，28b。支撑28通过任何合适的装置紧固在主体12上。轴承表面28a，28b具有径向向外开放的半圆形轮廓，并且具有与轴16直径相对应的直径。轴16径向地安装为接触抵靠支撑件的轴承表面28a，28b。
在本示例性实施例中，为了在装置10的运输和装配期间相对于所述主体保持滚子14，主体12还包括紧固在其端部的环形固定环30。摩擦垫圈22在一方面轴向地插入在滚子14的端面14c和主体的环30之间，以及在另一方面轴向地插入在滚子14的端面14c和支撑28之间。摩擦垫圈24在一方面轴向地布置在滚子14的端面14d与环30之间，以及在另一方面轴向地布置在滚子14的端面14d和支撑28之间。在示出的示例性实施例中，固定环30是紧固在主体12上的附加部件。可替换地，能够在主体12的端部形成材料的一个或多个局部变形，从而防止滚子14在装配后偏移到主体12之外。
在示出的示例性实施例中，垫圈22，24是平坦的。在一种变形中，垫圈可以具有阶梯形状。在另一种变形中，在一个或者两个前面上，垫圈可以包括能够实现与相关元件即滚子或者主体，或者甚至滑动轴承接触的限定球面部分的至少一个突起。因此，垫圈提供小的摩擦区域，从而进一步限制本装置的摩擦转矩。
基于例如能够用于一种内燃机的燃料喷射泵的凸轮从动滚子装置示出了本发明。在不偏离本发明范围的情况下，还能够提供一种用于控制内燃机的阀的摇臂系统中的凸轮从动滚子装置并且其包括在滚子与主体之间轴向地安装在轴上的至少一个摩擦垫圈。

Claims (9)

1.一种凸轮从动滚子装置，其包括主体(12)，安装在主体上并且具有轴向圆柱形外表面的轴(16)，以旋转可移动方式安装在所述轴上的滚子(14)，以及在滚子(14)与主体(12)之间轴向地安装在轴(16)上的至少一个摩擦元件(22，24)，所述摩擦元件与所述主体分开并且与所述滚子分开，其特征在于，所述摩擦元件(22,24)具有与所述轴的轴向圆柱形外表面接触的轴向圆柱形内表面，所述摩擦元件在一侧轴向接触抵靠着滚子(14)并且在另一侧轴向抵靠着主体(12)，所述摩擦元件(22,24)自由地旋转安装在所述轴上，从而使得在操作期间，所述摩擦元件能够被所述滚子(14)驱动旋转但速度低于所述滚子的速度。
2.根据权利要求1所述的凸轮从动滚子装置，其中，所述滚子(14)包括两个端面(14c，14d)，所述摩擦元件(22，24)轴向地安装在所述端面的其中之一与所述主体(12)之间。
3.根据权利要求1或2所述的凸轮从动滚子装置，包括在滚子(14)任意一侧上轴向地安装在轴(16)上的至少两个摩擦元件(22，24)。
4.根据权利要求1所述的凸轮从动滚子装置，其中，一个或多个摩擦元件自由地平移安装在所述轴上。
5.根据前述权利要求1或2所述的凸轮从动滚子装置，其中，一个或多个摩擦元件(22，24)包括至少一种防磨和/或耐磨涂层。
6.根据权利要求5所述的凸轮从动滚子装置，其中，所述涂层轴向地布置在所述摩擦元件(22，24)的摩擦元件端面(22b，24b)的其中之一的侧面上，该侧面与滚子相关联和/或所述涂层轴向地布置在主体侧上。
7.根据前述权利要求1或2所述的凸轮从动滚子装置，其中，一个或多个摩擦元件(22，24)由合成材料制成或由金属材料制成。
8.根据前述权利要求1或2所述的凸轮从动滚子装置，其中，一个或多个摩擦元件(22，24)包括垫圈。
9.根据前述权利要求1或2所述的凸轮从动滚子装置，其还包括径向地插入在所述轴(16)与所述滚子(14)之间的滑动轴承(26)。
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