CN105465310A - 用于形成凸轮从动件或摇臂的机械系统 - Google Patents

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Abstract

机械系统(1)形成凸轮从动件或摇臂，且包括：支撑元件(10)；销(30)，沿着第一轴线(X1)在两个相对端部(35、36)之间延伸且由支撑元件(10)支撑；以及滚筒(40)，安装在销(30)上，可相对于销(30)关于第一轴线(X1)旋转运动，且适于在凸轮上滚动。该支撑元件(10)包括适于接收销(30)的轴承体(20)以及阻挡销(30)沿着第一轴线(X1)前后平移的附加保持构件(12)。

Description

用于形成凸轮从动件或摇臂的机械系统
技术领域
本发明涉及机械系统，该机械系统形成凸轮从动件或摇臂且包括销或滚筒，该销或滚筒上设置有至少一个凹槽以形成润滑剂储槽。本发明还涉及包括这样的机械系统的喷射泵或阀致动器。本发明还涉及制造这样的机械系统的方法。
背景技术
传统的凸轮从动件包括至少一个随动杆(tappet)、销和滚筒。随动杆沿着纵向轴线延伸，而销和滚筒以横向轴线为中心。该随动杆形成有两个横向凸缘，这两个凸缘在其间界定中间间隙且每一个凸缘包括圆柱钻孔。滚筒设置在两个凸缘和两个钻孔之间的该中间间隙上。销装配在两个钻孔中，以使得滚筒可关于其轴线相对于该销旋转运动。销可在两个相对端部上均被锤打敛缝(caulked)，换言之，在两个相对端部上均塑性变形，以通过随动杆钻孔中的压力配合来产生机械连接。
在凸轮从动件工作时，滚筒与随内燃机凸轮轴同步动作的凸轮协作。该凸轮轴的旋转导致抵靠着随动杆的泵活塞的周期性位移，以允许流体输送。随动杆可在属于喷射泵的钻孔中沿着纵向轴线前后运动，并且随动杆的圆柱外表面在该钻孔中滑动。滚筒可关于其中心轴线旋转运动。
如EP-A-2607636的示例所示，已知的是在该随动杆上设置两个具有孔的凸缘以支撑该销的安装有该滚筒的端部。凸缘上的每个孔具有径向凹槽，适于容纳该销的被锤打敛缝(caulked)的端部的塑性变形径向部分。为了组装凸轮从动件，将滚筒安装在随动杆的凸缘之间。然后，将销通过凸缘的孔插入滚筒中，并且使销的端部由凸缘支撑。然后，对销的端部进行锤打敛缝。销的锤打敛缝是成本很高的操作且很耗时。
发明内容
本发明的目标是提供改进的、成本降低的机械系统。
为此，本发明涉及形成凸轮从动件或摇臂的机械系统，该机械系统包括：
支撑元件,
销，沿着第一轴线在两个相对端部之间延伸且由该支撑元件支撑，以及
滚筒，安装在销上，可相对于销关于第一轴线旋转运动且适于在凸轮上滚动，
其中该支撑元件包括适于接收销的轴承体以及阻挡销沿着第一轴线前后平移的附加保持构件。
由于本发明，销的前后平移被保持构件阻挡。不需要对销的端部进行锤打敛缝(caulking)操作。此外，保持构件在成型为套筒状时提供使机械系统在钻孔中滑动的外部引导表面。
根据本发明有利但非必须的其他方面，这样的机械系统可结合下面的一个或几个特征：
-轴承构件具有两个凸缘，该凸缘设置有接收销的端部的钻孔。
-两个凸缘与轴承体形成为一体件。
-保持构件具有环形形状，并且以垂直于第一轴线的第二轴线为中心。
-保持构件具有与轴承构件的弯曲外表面接触的内圆柱表面。
-保持构件和轴承体是金属的，例如由钢制成。
-保持构件咬合(fretted)在轴承体上。
-轴承体是金属的且没有经过热处理。
-保持构件通过粘合方式与轴承体组装。
-保持构件具有圆柱形的外引导表面，该外引导表面与支撑元件的外引导表面具有相同的直径。
-销可沿着第一轴线相对于轴承体旋转和平移运动。
-机械系统包括设置在销和滚筒元件之间的界面处的滚动轴承、滑动轴承和轴套。
本发明的另一个目标是用于机动车辆的喷射泵，其包括这样的机械系统。
本发明的另一个目标是用于机动车辆的阀致动器，其包括这样的机械系统。
本发明的另一个目标是生产这样的机械系统的方法，其中：
-滚筒设置在轴承构件中，与第一轴线对准，
-销插入轴承构件中并且在滚筒的内孔中，
-保持构件装配在轴承构件上且阻挡销的端部。
附图说明
现在将根据附图说明本发明，附图仅为示例性的而不限制本发明的目的。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前视图，其包括随动杆、销和滚筒；
图2是沿着图1的平面II剖取的截面图；
图3是图1的机械系统的后视图；
图4是图1的机械系统的侧视图；
图5是沿着图4的平面V剖取的截面图；
图6是图1的机械系统的俯视图；以及
图7是图1的机械系统的分解截面图。
具体实施方式
图1至7所示的机械系统1是凸轮从动件类型的并且适于配备机动车辆的喷射泵(未示出)。
系统1包括随动杆10、销30和滚筒40，其共同形成平面轴承。在诸如柴油卡车发动机的重载荷应用中，缺少实施滚动轴承的空间，这使得平面轴承的使用变得合理。销30和滚筒40以横向轴线X1为中心，而随动杆10以纵向轴线Y1为中心。轴线X1和Y1是垂直的。滚筒40适于在凸轮2上滚动，如图1所示。
随动杆10包括第一本体件，即轴承件20，其插设在第二本体件(即底环11)和第三本体件(即顶环或套筒12)之间。第一环11以轴线Y1为中心且在随动杆10内界定腔体13。该腔体13适于接收轴或活塞60，以沿着轴线Y1移动该随动杆10。随动杆10具有圆柱外表面S10，该外表面S10基于圆环而以轴线Y1为中心，并且沿着环11和12以及部分地沿着轴承体20延伸。随动杆10可在属于未示出喷射泵的钻孔中沿着轴线Y1前后运动，并且表面S10在该钻孔中滑动。随动杆10、特别是轴承体20以及环11和12由诸如钢的金属制成。随动杆10的材料选择为抗油流和温度变化。环11和12可由硬化钢制成。轴承体20优选地不经热处理。
沿着纵向轴线Y1，随动杆10具有在腔体13侧的第一端或底端10.1以及在销30和滚筒40侧的第二端或顶端10.2。
此外，随动杆10形成销30和滚筒40的支撑元件。具体而言，随动杆10的轴承件20适于接收安装有滚筒40的销30。为此，轴承件20包括两个侧凸缘21和22，这两个侧凸缘在轴线Y1的两侧上以分支方式平行于轴线Y1延伸。凸缘21和22在其间界定中间间隙29。每个侧凸缘21和22包括圆柱钻孔25和26(图7)。两个钻孔25和26具有相同的直径，且沿着轴线X1延伸通过凸缘21和22。凸缘21和22具有面朝间隙29的内平面表面23a和24a。凸缘21和22具有外弯曲表面23b和24b，位于平面表面23a和24a的相对侧上。
滚筒40具有外圆柱表面41和内圆柱钻孔42，均以横向轴线X1为中心。
销30包括在销的端部35和36之间延伸的圆柱外表面32。当销30插入随动杆10的钻孔25和26中时，表面32适应于滚筒40的钻孔42以使得滚筒40可相对于销30关于轴线X1旋转运动。销30和滚筒40的轴线均与横向轴线X1一致。
轴套50设置在销30和滚筒40之间的界面处。轴套50具有外圆柱表面51和内圆柱钻孔52。在组装系统1期间，轴套50的表面51适应于滚筒40的钻孔42，而销30的表面32适应于轴套50的钻孔52，以使得滚筒40可相对于销30关于轴线X1旋转运动。随动杆10支撑销30，销30支撑衬套50，衬套50支撑滚筒40。销30、滚筒40和轴套50的轴线与轴线X1一致。
在组装系统1期间，在销30的表面32与每个钻孔25、26的内表面之间、在轴线X1的径向上可存在径向余隙。该余隙的存在和值取决于销30以及钻孔25和26的制造公差。优选地，该余隙尽可能小。
在未示出的变型中，轴套50可省略或者可由其他类型的滑动元件或滚动元件取代，例如具有保持架的滚针轴承或滚柱轴承。
滚筒40适于在凸轮2上滚动。更准确地说，表面41可在凸轮2的外表面上滚动。当凸轮2和滚筒40协作时，力F沿着轴线Y1施加在表面41上。
实践中，需要对系统1内的若干区域进行润滑以保证系统1的正确运行，包括销30和滚筒40之间的界面。需要润滑的表面包括滚筒40的内表面41和销30的外表面32，以及滚筒40的侧表面43、44和凸缘21、22的侧表面23a、24a。
如果不对表面23a、24a、32、41、43和44进行适当润滑，凸缘21、22、销30以及随动杆40之间的摩擦力可能造成系统1的过热和加速老化。
环形润滑凹槽3形成在随动杆10的外表面S10上。凹槽3具有环形形状，垂直于纵向轴线Y1。随动杆10还包括若干孔和钻孔15、16以及设置为用于润滑或者本发明主体之外的其它功能的凹槽71、72和73。
当本体20和底环11装配在一起时，它们一起界定随动杆10的外表面S10上的环形润滑凹槽3。
底环11具有第一部分或下部11A，该第一部分或下部11A具有圆柱中空形状，以纵向轴线Y1为中心。下部11A界定随动杆10的下端10.1。下部11A具有直径为D1的外表面S11A。
下部11A通过以纵向轴线Y1为中心的环形轴肩11B连接到环11的上部或第二部分11C。上部11C的外表面S11C的直径D2严格地小于直径D1。
底环11具有连接到上部11C的、朝向纵向轴线Y1的凸起11D，其具有环形形状并且垂直于纵向轴线Y1延伸。
底环11的几何形状和尺寸设计为装配到轴承体20中且界定凹槽3。
轴承体20具有圆柱内表面27，该圆柱内表面27在轴承体20的下端20.1上打开。表面27的直径等于或大致等于底环11的上部11C的直径D2。轴承体20具有环形形状的内环形轴肩210，该内环形轴肩210连接到表面27并且在垂直于纵向轴线Y1的平面中延伸。
沿着纵向轴线Y1，轴承体20的下端和轴肩21之间的长度L1等于或大致等于轴肩11B和环11的上端11.1之间的长度。因此，当下环11装配在轴承体20内时，凸起11D与轴肩210接触。
环11以紧密配合的方式与轴承体20组装在一起。作为替换方案，环11和轴承体20通过粘合方式、胶合或焊接而咬合或装配在一起。
轴承体20具有下部20A，该下部20A的外直径D3严格小于直径D1。部分20A通过轴肩20B连接到轴承体20的上部20C。部分20A和20C具有圆柱形状，以纵向轴线Y1为中心。轴肩20B具有环形形状，并且垂直于纵向轴线Y1。上部20C的直径略微小于直径D1。
凹槽3的底部由轴承体20的下部20A的凹陷外表面S20A形成。凹槽3的第一侧壁或底壁由底环11的轴肩11B形成。凹槽3的第二侧壁或顶壁由轴承体20的轴肩20B形成。
随动杆10由多个分开的部分(具体而言至少两个部分)制成，以使得凹槽3不需要机械加工。凹槽3的形成不需要任何机械加工或铣削操作，这更具成本效益。
轴承体20和环11、12可通过铸造、冲压或烧结生成。
随动杆10包括平行于纵向轴线Y1的线型凹槽71、72和73。每个凹槽71至73的下端通向环形凹槽3。每个凹槽71至73的上端由上环12阻挡。凹槽71和72与通过轴线X1和Y1的纵向平面相交。
凹槽73与凹槽71和72以90°的角度间隔开。每个凹槽71和72的底部设置有润滑孔15。另一个润滑孔16在直径方向上与凹槽73相对。润滑孔15和16通向腔体13。
在所示的实施例中，随动杆10包括三个分开部分，即主体和环11、12。在一个变型中，随动杆10包括两个分开部分，或者多于三个的、多个分开部分。在另一个变型中，随动杆10是一体件。
上环12具有环形形状，由直径为D1的外表面S12界定。轴承件20的弯曲表面23b和24b具有以纵向轴线Y1为中心的圆柱体的一部分的形状，并且弯曲表面23b和24b的直径D4等于或略小于上环12的内圆柱表面121的直径。上环12设计为组装至轴承件20。
上环12阻挡销30沿着横向轴线X1的前后平移。这样可允许轴承体20为一体件。凸缘21和22属于相同的部件。上环12是销30的轴向保持器。因此，随动杆10的设计是简单的。
例如，上环12也是系统1在泵内滑动的引导构件。外表面S12与下环11的表面S11A具有相同的直径D1。轴承构件20的上部20C的外表面与下部20A相比略微径向凹陷，因此，上部20C不是系统1的滑动引导部分。
下面描述组装系统1的方法。
下环11安装在轴承体20上。
轴套50装配在滚筒40的钻孔42中。滚筒元件40设置在凸缘21和22之间的中间间隙29上，与横向轴线X1对准。滚筒40的侧表面43、44与凸缘21、22的内表面23a、23b接触。
在滚筒40设置在轴承体20中后，销30装配在凸缘21和22的两个钻孔25和26内以及滚筒40内，更准确地说是装配在轴套50的内孔52内。销30可相对于轴承体20关于横向轴线X1旋转和平移运动。
当销30和滚筒40装配在随动杆10中时，上环12装配在侧凸缘21和22上、滚筒40和销30周围。上环12可咬合在轴承体20上或通过粘合方式组装。上环12阻挡销30沿着横向轴线X1前后平移。不需要锤打敛缝(caulking)操作来将销30保持在随动杆10内。
上环12是附加保持构件。“附加”应理解为是与随动杆10不同的部件。
其它没有示出的实施例可在本发明的范围内实现。例如，支撑元件10可根据系统1所希望的应用而具有不同的配置。
根据本发明的一个变型，下环11与轴承体20接合(mergedwith)。
而且，根据本发明的机械系统1不限于凸轮从动件。例如，系统1可形成摇臂，其中支撑元件10是可沿着平行于轴线X1的枢转轴旋转运动的臂。
根据另一个未示出的实施例，系统1可包括滚动或滑动轴承，其轴承元件设置在销30和滚筒40之间的界面处。
而且，凹槽3不必一定关于纵向轴线Y1延伸360°。例如，凹槽3可为半个圆环，关于纵向轴线Y1延伸180°。
在另一个实施例中，凹槽3形成在轴承体20和上环12之间。
另外，不同实施例的技术特征可彼此全部或部分地结合。因此，机械系统1可适应于应用上的具体要求。

Claims (16)

1.一种形成凸轮从动件或摇臂的机械系统(1)，其特征在于，该机械系统(1)包括：
支撑元件(10)，
销(30)，沿着第一轴线(X1)在两个相对端部(35、36)之间延伸且由该支撑元件(10)支撑，以及
滚筒(40)，安装在销(30)上，可相对于该销(30)关于该第一轴线(X1)旋转运动且适于在凸轮(2)上滚动，
其中，该支撑元件(10)包括：
轴承体(20)，适于接收销(30)；以及
附加保持构件(12)，阻挡销(30)沿着第一轴线(X1)前后平移。
2.根据权利要求1所述的机械系统(1)，其特征在于，轴承构件(20)具有两个凸缘(21、22)，该两个凸缘(21、22)设置有接收销(30)的端部(35、36)的钻孔(25、26)。
3.根据权利要求2所述的机械系统(1)，其特征在于，该两个凸缘(21、22)与轴承体(20)形成为一体件。
4.根据权利要求1所述的机械系统(1)，其特征在于，保持构件(12)具有环形形状，并且以垂直于第一轴线(X1)的第二轴线(Y1)为中心。
5.根据权利要求4所述的机械系统(1)，其特征在于，保持构件(12)具有与轴承构件(20)的弯曲外表面(23b、34b)接触的内圆柱表面(121)。
6.根据权利要求1所述的机械系统(1)，其特征在于，保持构件(12)和轴承体(20)是金属的。
7.根据权利要求6所述的机械系统(1)，其特征在于，保持构件(12)和轴承体(20)由钢制成。
8.根据权利要求6所述的机械系统(1)，其特征在于，保持构件(12)咬合在轴承体(20)上。
9.根据权利要求1所述的机械系统(1)，其特征在于，轴承体(20)是金属的且没有经过热处理。
10.根据权利要求1所述的机械系统(1)，其特征在于，保持构件(12)通过粘合方式与轴承体(20)组装。
11.根据权利要求1所述的机械系统(1)，其特征在于，保持构件(12)具有圆柱形的外引导表面(S12)，该外引导表面(S12)与支撑元件(10)的外引导表面(S10A)具有相同的直径(D1)。
12.根据权利要求1所述的机械系统(1)，其特征在于，销(30)可沿着第一轴线(X1)相对于轴承体(20)平移和旋转运动。
13.根据权利要求1所述的机械系统(1)，其特征在于，包括设置在该销(30)和该滚筒元件(40)之间的界面(60)处的滚动轴承、滑动轴承或轴套(50)。
14.一种用于机动车辆的喷射泵，其特征在于，包括根据权利要求1至13中一项所述的机械系统(1)。
15.一种用于机动车辆的阀致动器，其特征在于，包括根据权利要求1至13中一项所述的机械系统(1)。
16.一种生产根据权利要求1至13中一项所述的机械系统(1)的方法，其特征在于：
滚筒(40)设置在轴承构件(20)中，与第一轴线(X1)对准，
销(30)插入轴承构件(20)中以及滚筒(40)的内孔(42)中，
保持构件(12)装配在轴承构件(20)上且阻挡销(30)的端部(35、36)。
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