CN110344902A - 凸轮从动件、喷射泵和阀致动器及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种凸轮从动件(1)，包括：挺柱(10)，其具有适于在容纳所述凸轮从动件(1)的壳体中滑动的圆柱形外表面(18)；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)，每个端部适于装配在所述挺柱(10)中，用于所述销(30)相对于所述第一轴线(X1)的径向和/或轴向的保持；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，所述凸轮从动件(1)包括至少一个外插件(91、92)，用于减少在所述壳体中滑动的挺柱(10)的圆柱形外表面(18)的磨损。本发明还涉及一种包括这样的凸轮从动件(1)的喷射泵和阀致动器。本发明还涉及一种制造方法。

Description

凸轮从动件、喷射泵和阀致动器及制造方法
本申请是发明名称为：凸轮从动件、包括此种凸轮从动件的喷射泵和阀致动器及制造方法、申请日为：2014年9月26日、申请号为：201410502754.7的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种凸轮从动件。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凸轮从动件。本发明还涉及一种用于制造这样的凸轮从动件的方法。
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，而挺柱沿着纵向轴线延伸。销固定至挺柱，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柱的泵的活塞的周期性位移，以允许燃料被输送。挺柱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销相对于挺柱的保持，特别取决于挺柱的结构和材料。
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柱，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柱孔中创建机械连接。
US-B-6 688 269描述了一种具有包括两对卡舌的挺柱的凸轮从动件，这些卡舌是可弹性变形的并且销被夹在其中。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的凸轮从动件。
为此，本发明涉及一种凸轮从动件，包括：挺柱，其具有适于在容纳所述凸轮从动件的壳体中滑动的圆柱形外表面；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挺柱中，用于相对于所述第一轴线径向地和/或轴向地保持所述销；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，所述凸轮从动件包括至少一个外插件，所述外插件位于所述挺柱的圆柱形外表面，用于减少在所述壳体中滑动的挺柱的圆柱形外表面的磨损。
由于本发明，所述挺柱在壳体中来回移动时受到所述插件保护。所述壳体通常由金属制成。所述挺柱可以由合成材料制成，从而凸轮从动件的重量和成本得到降低。根据凸轮从动件的运行条件，比如施加在滚子上的载荷、挺柱的平移速度以及孔壳体的材料，所述外插件的材料、位置和/或数量可以在不脱离本发明范围的情况下变化。
根据本发明有利的但不是必须的其他方面，这样的凸轮从动件可包括以下特征中的一个或多个：
-所述挺柱被包覆模制到所述外插件上。
-所述外插件卡扣在形成于所述挺柱中的槽中。
-所述挺柱由合成材料例如聚酰胺或聚醚醚酮制成。
-所述凸轮从动件包括位于所述挺柱的圆柱形外表面的至少两个外插件，优选地沿着和/或围绕垂直于所述第一轴线且所述圆柱形外表面定心于其上的第二轴线分布。
-所述凸轮从动件包括至少一个外插件，相较于与所述销、所述槽与所述销相对的所述挺柱的孔更加接近。
-所述外插件具有沿着所述圆柱形外表面延伸的封闭环形形状。
-所述外插件具有局部环形形状，并且沿着所述圆柱形外表面部分地延伸，例如围绕垂直于所述第一轴线且所述圆柱形外表面定心于其上的第二轴线在90或180度的角度上。
-所述外插件具有端部凸耳，用于将所述外插件夹紧到所述挺柱上。
-所述外插件具有横向凸耳，通过包覆模制加强所述外插件与挺柱之间的结合。
-所述凸轮从动件包括至少一个防旋转装置，其与所述挺柱、与所述外插件和/或与固定至挺柱的支撑插件一体地形成。
本发明还涉及一种用于机动车辆的喷射泵，其配备有如上所述的凸轮从动件。
本发明还涉及一种用于机动车辆的阀致动器，其配备有如上所述的凸轮从动件。
本发明还涉及一种用于制造如上所述的凸轮从动件的方法，其中，所述挺柱被包覆模制到所述外插件上。
本发明还涉及一种用于制造如上所述的凸轮从动件的方法，其中，所述外插件卡扣在形成于所述挺柱中的槽中。
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是根据本发明的凸轮从动件的侧视图，其包括挺柱、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是示出了图1至4的凸轮从动件的透视图；
-图6是以不同比例的局部透视图，部分地示出了属于图1至5的凸轮从动件的支承部分，销和滚子未被示出；
-图7和8是类似于图5和4的视图，示出了根据本发明第二实施例的凸轮从动件；
-图9是类似于图5和7的视图，示出了根据本发明第三实施例的凸轮从动件；
-图10是沿着图9的横向平面PX的剖视图；
-图11是属于图9和10的凸轮从动件的插件的透视图；
-图12和13是以不同比例的类似于图9和10的视图，示出了根据本发明第四实施例的凸轮从动件；
-图14是属于图12和13的凸轮从动件的插件的透视图；以及
-图15是沿着图12的纵向平面PXV的剖视图。
具体实施方式
图1至6上所示的凸轮从动件1是凸轮从动件类型的，适于装配用于机动车辆的喷射泵，优选的是用于汽油轿车发动机(未示出)。
凸轮从动件1包括挺柱10、销30、滚子40、滚动轴承50和插件60。销30、滚子40和轴承50都定心于横向轴线X1上，而挺柱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，挺柱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。挺柱10还包括从部分12延伸的、与部分11和13相对的支承部分20。圆柱形部分11具有圆柱形内孔16，限定挺柱10内的腔17。该腔17适于容纳沿着轴线Y1跟随挺柱10的柱塞或推杆(未示出)。圆柱形部分12限定在挺柱10内的另一腔19，其部分地容纳销30、滚子40和轴承50。部分13包括围绕插件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。挺柱10具有圆柱形外表面18(具有圆形底面)，其定心于轴线Y1上并沿着这两个部分11和12延伸。
挺柱10可以在属于喷射泵的未示出的壳体中沿着其平移轴线Y1来回移动，表面18在此壳体的孔中滑动。挺柱10优选地由塑料或合成材料例如聚酰胺6,6(PA)或聚醚醚酮(PEEK)制成。可替代地，挺柱10可以由金属例如钢制成。挺柱10的材料被选择成抗油、其添加剂及温度变化。
另外，挺柱10形成用于销30、滚子40和轴承50的支撑元件。更精确地，挺柱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包括两对轮缘22和23、两个局部圆柱形孔24和25以及两个相对的卡舌26和27，一起限定容纳销30的中间空隙21。
成对的轮缘22和23在轴线Y1的两侧上从部分12延伸。每对轮缘22或23限定局部圆柱形孔，分别为24和25，它们定心于轴线X1上并且具有相同的直径。局部孔24和25形成容纳销30的支承部，其与轴线X1径向支承接触、特别地沿着平行于轴线Z1的方向。销30被定位成与形成在支承部分20中的部分24、25和与形成在插件60中的部分66、67支承接触。
卡舌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的各侧，卡舌26位于轮缘22之间，而卡舌27位于轮缘23之间。卡舌26和27中的每个都是可弹性变形的。卡舌26和27具有沿着第一轴线X1抵靠在销30的每一侧上的内面。卡舌26和27提供相对于轴线X1的销30的轴向保持。卡舌26的内面包括沿着轴线X1朝向卡舌27凸出的短根部28，而卡舌27的内面包括沿着轴线X1朝向卡舌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。销30的轴向保持由卡舌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。
实践中，在不脱离本发明范围的情况下，支承部分20可以具有不同的构造。轮缘22、23和卡舌26、27都被设计成在凸轮从动件1使用时具有足够的机械阻力。优选地，卡舌26、27与挺柱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适于被定位在成对的轮缘22和23中以及夹在卡舌26和27之间。然后，销端部36和37与局部孔24和25并且与卡舌26和27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用于靠在未示出的凸轮的外表面上，该凸轮与内燃机的凸轮轴是同步的。
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，凸轮从动件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，插件60最好由冲压金属片制成，并且通过包覆模制与挺柱10组装。插件60包括平的中央部分61和两个平的侧向部分62和63。插件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相接触。插件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的平的表面14a接触的横向平表面68。插件60形成用于销30的支撑元件。
当凸轮从动件1被安装时，销30、滚子40和滚动轴承50被插入中间空隙21中。销端部36和37定位在成对的轮缘22和23中，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、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，然后至插件60，然后至挺柱10以及至位于挺柱10的腔17内部的未示出的柱塞或推杆。插件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，插件60增加了凸轮从动件1的机械阻力。施加在滚子40上的载荷中的大多数由插件60而不是挺柱10接收，然后被传递至柱塞或推杆。挺柱10来回滑动，但沿着轴线Y1承载很少的机械应变。
此外，凸轮从动件1在其外表面18上包括与挺柱10一体形成的防旋转装置70。装置70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70在平行于轴线X1和Y1的平面上具有平行六面体部分，更准确地说是方形截面。销70具有两个侧面72和上下面74。当凸轮从动件1运行时，销70且更精确地说是面72与未示出的、形成在围绕挺柱10的壳体中的导向槽相配合。因此，销70防止挺柱10绕着轴线Y1在此壳体中旋转。根据喷射泵的结构，销70的上下面74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，较之于腔17的孔，销70更靠近腔19的孔。
优选地，销70被模制为与挺柱10一起的一个单独部件。作为替代，销70可以与使部分12变形的冲头通过挺柱10的塑性变形而形成，例如通过从挺柱10的腔19里面冲压。作为另一替代，销70可在挺柱10的总体上机加工。
挺柱10包括定心于轴线Y1上的两个环形槽81和82，并且在表面18是开放的。槽81形成在腔17的孔附近的部分11中，而槽82形成在部分11和13的交界处附近，比槽81更靠近销30和滚子40。
凸轮从动件1还包括两个外插件91和92，其由比未示出的壳体的材料更硬的材料制成，挺柱10在该壳体其中来回滑动的。插件91和92优选地由金属例如钢比如100C6制成。每个插件91和92具有沿着外表面18延伸并围绕轴线Y1的封闭环形圈的形状。插件91被装配在槽81内，而插件92被装配在槽82内。挺柱10优选地包覆模制到插件91和92上。在实践中，插件91和92的位置对应于挺柱10的区域，表面18与其未示出的壳体之间的摩擦在该区域中最高。因此，插件91和92允许减少在未示出的壳体中滑动的挺柱10的磨损。
图7至15上示出了本发明的其他实施例。下文仅就相对于第一实施例的不同之处进行描述。
图7和8上示出了本发明的第二实施例，其中，凸轮从动件1包括四个插件，更精确地说布置在槽181中的两个插件191和布置在槽182中的两个插件192。槽181形成在腔17的孔附近的部分11中。槽182形成在部分11和13的交界处附近，比槽181更靠近销30和滚子40。每个槽182形成在所述卡舌之一26或27附近。每个槽181、182和每个插件191、192具有局部环形形状，并且在围绕轴线Y1的90度的角度上沿着外表面18部分地延伸。四个插件191和192围绕轴线Y1有规则地分布。
图9至11上示出了本发明的第三实施例，其中，凸轮从动件1包括四个插件，更精确地说布置在槽281中的两个插件291和布置在槽282中的两个插件292。每个槽281、282和每个外插件291、292具有局部环形形状，并且在围绕轴线Y1的90度的角度上沿着外表面18部分地延伸。这四个插件291和292围绕轴线Y1有规则地分布。如图所示，特别是在图11上，每个插件291和292包括主体293和两个端部凸耳294。因此，作为包覆模制的替代，可将插件291和292卡扣在槽281或282中。
图12至15上示出了本发明的第四实施例，其中，凸轮从动件1包括四个插件，更精确地说布置在槽381中的两个插件391和布置在槽382中的两个插件392。每个槽381、382和每个外插件391、392具有局部环形形状，并且在围绕轴线Y1的90度的角度上沿着外表面18部分地延伸。这四个插件391和392围绕轴线Y1有规则地分布。如图所示，特别是在图14和15上，每个插件391和392包括主体393和横向凸耳394。更确切地说，每个插件391和392包括六个凸耳394，三个凸耳在主体393的上下侧的任一侧延伸。当挺柱10被包覆模制到这些外插件391和392上时，凸耳394被档在挺柱10中，从而加强挺柱10与插件391、392之间的结合。
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，根据凸轮从动件1的预期应用，挺柱10、滚子元件40和/或插件60可以具有不同的配置。
根据未示出的实施例，所述两对轮缘22和23在轴线Y1的两侧上以分叉的方式从部分12延伸。成对的轮缘22大致在平行于轴线Y1的第一平面上突出，而成对的轮缘23大致在平行于轴线Y1的第二平面上突出。这些成对的轮缘22和23适于容纳被夹在它们中的销30。
根据另一未示出的实施例，卡舌26和27可以不含短根部28和29。销30的轴向保持由卡舌26和27确保，而销30的径向保持由部分24、25、66和67确保。
根据另一未示出的实施例，凸轮从动件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。
根据另一未示出的实施例，成对的轮缘22、23和/或卡舌26、27与位于挺柱10内的插件60一体地形成。
根据另一未示出的实施例，插件60被机加工，然后置于挺柱10内。
根据另一未示出的实施例，装置70的数量、形状和/或位置可以在不脱离本发明范围的情况下变化。例如，凸轮从动件1可以包括形成在主体11上的至少两个防旋转装置70，沿着平行于轴线Y1的方向D1对齐或者在相对于轴线Y1的主体11的任一侧径向地相对。根据另一示例，防旋转装置70形成在外插件92上。根据另一示例，插件60在腔19外侧延伸，并且设置有至少一个防旋转装置。
在任何实施例中，凸轮从动件1包括位于挺柱10的圆柱形外表面18的至少一个外插件91-392，优选的是至少两个外插件91-392。槽81-382和插件91-392的数量、形状和/或位置可以在不脱离本发明范围的情况下变化。插件91-392的定位对应于挺柱10的区域，表面18与其未示出的壳体之间的摩擦在该区域中最高。
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，凸轮从动件1及其制造方法可以适于应用的特定要求。

Claims (9)

1.一种凸轮从动件(1)，包括：
-挺柱(10)，具有适于在容纳所述凸轮从动件(1)的壳体中滑动的圆柱形外表面(18)，
-销(30)，沿着第一轴线(X1)延伸并且包括两个相对的端部(36、37)，每个所述端部适于装配在所述挺柱(10)中，用于所述销(30)相对于所述第一轴线(X1)的径向和/或轴向定位，以及
-滚子元件(40)，可绕着所述第一轴线(X1)相对于所述销(30)转动，
其中，所述凸轮从动件(1)包括至少一个外插件(391、392)，所述外插件位于所述挺柱(10)的圆柱形外表面(18)，每个外插件由金属制成用于减少在所述壳体中滑动的挺柱(10)的圆柱形外表面(18)的磨损，
其中，所述挺柱(10)包覆模制到所述外插件(391、392)上，
所述外插件(391、392)具有部分环形形状并且沿着所述圆柱形外表面(18)部分地延伸，
所述外插件(391、392)具有横向凸耳(394)，用以通过包覆模制加强所述外插件(391、392)和挺柱(10)之间的结合。
2.根据权利要求1所述的凸轮从动件(1)，其中，所述挺柱(10)由合成材料制成。
3.根据权利要求1所述的凸轮从动件(1)，包括位于所述挺柱(10)的圆柱形外表面(18)的至少两个外插件(91、92；191、192；291、292；391、392)。
4.根据权利要求1所述的凸轮从动件(1)，其中，包括位于槽中的至少一个外插件(91；191；291；391)，相对于所述销(30)和与所述销(30)相对的所述挺柱(10)的孔(17)两者，所述槽更接近与所述销(30)相对的所述挺柱(10)的孔(17)。
5.根据权利要求1所述的凸轮从动件(1)，其中，所述外插件(91、92)具有沿着所述圆柱形外表面(18)延伸的封闭环形形状。
6.根据权利要求1所述的凸轮从动件(1)，其中，包括至少一个防旋转装置(70)，其与所述挺柱(10)、所述外插件(391、392)和/或固定至所述挺柱(10)的支撑插件(60)一体地形成。
7.一种用于机动车辆的喷射泵，其中，所述喷射泵包括根据权利要求1至6中任一项所述的凸轮从动件(1)。
8.一种用于机动车辆的阀致动器，其中，所述阀致动器包括根据权利要求1至6中任一项所述的凸轮从动件(1)。
9.一种用于制造根据权利要求1至6中任一项所述的凸轮从动件(1)的方法，其中，所述挺柱(10)包覆模制到所述外插件(391、392)上，其中所述外插件(391、392)具有部分环形形状并且沿着所述圆柱形外表面(18)部分地延伸并且其中所述外插件(391、392)具有横向凸耳(394)，用以通过包覆模制加强所述外插件(391、392)和挺柱(10)之间的结合。
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