CN111434913A - 具有防旋转特征的从动件机构 - Google Patents

Abstract

一种从动件机构，包括具有基本圆柱形的侧壁的外杯；设置在侧壁的第一端处的环形唇部；设置在侧壁上的环形凸缘，该环形凸缘设置在横向于从动件机构的纵向中心轴线的平面中；以及设置在环形凸缘上的防旋转装置。内杯包括从其径向向外延伸的环形唇部和一对轴孔口，该内杯设置在外杯中，使得该唇部邻接外杯的环形凸缘以及防旋转装置，从而使得内杯相对于外杯不可旋转。轴接收在轴孔口中，并且辊从动件可旋转地接收在轴上。

Description

具有防旋转特征的从动件机构

要求优先权

本申请要求2019年1月14日提交的美国临时专利申请号62/792,168的优先权，其公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明总体上涉及从动件机构。更具体地，本发明涉及从动件机构及其相关的对准装置的设计和组装方法。

背景技术

从动件机构通常用于内燃机的阀机构中，以将运动从内燃机的凸轮轴传递到一个或多个进气阀或排气阀。当凸轮轴旋转时，从动件机构从凸轮轴上的相应凸角接收侧向力和向下力，但仅将向下力传递给阀以打开和/或关闭阀。从动件机构因此减少了弯曲或以其他方式和损坏阀的阀杆的可能性。同样，从动件机构通常用在凸轮轴驱动的高压燃料泵中，该燃料泵用在汽油直接喷射(GDI)系统中。

现有的铲斗状部型从动件机构通常包括冲压或冷成型的铲斗状部。辊从动件通常被支撑在直接固定在铲斗状部上的轴上，例如通过桩接，型锻等。因而，铲斗状部是承载构件，因此需要热处理和诸如磨削的操作。同样，从动件机构通常具有某种形式的对准装置，该对准装置从铲斗状部径向向外延伸，从而防止从动件机构在其对应的孔内旋转。已知的对准装置的一个示例是蘑菇形销，其固定在从动件机构的铲斗状部的孔口中。这种销由于形状复杂而可能难以制造。此外，对铲斗状部进行必要的热处理会导致接收对准装置的孔口的变形，从而使组装复杂化。这样的对准装置通常通过过盈配合固定在它们相应的孔口中。同样，当从动件机构包括内铲斗状部和外铲斗状部时，经常使用防旋转装置来防止两个铲斗状部之间的相对旋转。制造两个不同的对准和防旋转装置会导致制造成本增加。

本发明认识并解决了现有技术的构造和方法的考虑。

发明内容

本公开的一个实施例提供了一种从动件机构，该从动件机构可沿着孔的纵向中心轴线在孔内移动，该机构包括具有内表面和外表面的外杯，该内表面和外表面限定了大致圆筒形的侧壁；设置在侧壁的第一端处的环形唇部分；设置在侧壁的内表面上的环形凸缘，该环形凸缘设置在横向于所述从动件机构的纵向中心轴线的平面中；以及设置在环形凸缘上的防旋转装置。内杯包括从其径向向外延伸的环形唇部和一对轴孔口，该内杯设置在外杯中，使得内杯的唇部既与环形凸缘又与外杯的防旋转装置邻接，使得内杯相对于外杯是不可旋转的。轴第一端和第二端，第一端和第二端中的每个均设置在轴孔口中的相应一个中，辊从动件可旋转地接收在轴上，从而辊从动件的一部分轴向向外延伸超过外杯的环形唇部分。

本公开的另一个实施例提供了一种内燃内燃机组件，该内燃内燃机组件具有气缸盖，其包括孔；凸轮轴，其可旋转地支撑在气缸盖内；凸轮轴，包括凸角；燃料泵，其包括泵杆；从动件机构，其可滑动地设置在气缸盖的孔内，包括具有内表面和外表面的外杯，该内表面和外表面限定了大致圆筒形的侧壁；设置在侧壁的第一端处的第一环形唇部；环形凸缘，其设置在侧壁的第一端与第一环形唇部的交点处；以及从环形凸缘轴向向外延伸的防旋转装置，其中第一环形唇部在径向上比侧壁薄；内杯，其包括侧壁和从内杯的上周边径向向外延伸的上唇部，内杯设置在外杯中，使得内杯的上唇部的一部分邻接外杯的环形凸缘，并通过邻接内杯的顶部边缘的外杯的第一环形唇部轴向地固定在其上；以及辊从动件，其可旋转地接收在从动件机构上，以使该辊从动件的一部分轴向向外延伸超过外杯的第一环形唇部，其中，内杯的上唇部的一部分邻接外杯的防旋转装置，从而防止内杯和外杯之间的相对旋转。

结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的一个或多个实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在说明书中阐述了针对本领域的普通技术人员的本发明的完整且可行的包括其最佳模式的公开内容，所述说明书参照了附图，在附图中：

图1A和1B是根据本公开的从动件机构的实施例的透视图；

图2是图1A和1B所示的从动件机构的分解透视图；

图3A，3B和3C是图1A和1B所示的从动件机构的截面图；

图4A和图4B是图1A和图1B所示的从动件机构的内杯的透视图；

图5是图1A和1B所示的从动件机构的外杯的透视图；

图6A，6B，6C和6D是存在于当前公开的从动件机构的外杯上的防旋转特征的各种实施例的透视图；

图7A和7B是图6A中所示的防旋转特征的局部视图；

图8是包括图1A和1B所示的从动件机构的高压燃料泵的局部截面图；

图9A和9B是根据本公开的从动件机构的另一替代实施例的透视图；

图10是图9A和9B所示的从动件机构的分解透视图；

图11A，11B，11C和11D是图9A和9B中所示的从动件机构的截面图；

图12A和12B是图9A和9B所示的从动件机构的内杯的透视图；和

图13是图9A和9B所示的从动件机构的外杯的透视图。

在本说明书和附图中重复使用附图标记旨在表示根据本公开的本发明的相同或相似的特征或元件。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的当前优选实施例，其一个或多个示例在附图中示出。通过解释、而非限制本发明来提供每个示例。实际上，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下对本发明进行修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以用于另一实施例以产生又一实施例。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变型。

现在参考附图，如图1A至3C所示，根据本公开的从动件机构100的实施例包括基本圆筒形的外杯120、接收在其中的内杯140、由内杯140支撑的辊从动件160、形成在外杯120中的对准装置142和由部分的内杯和外杯形成的防旋转装置141(图7A)，如下面更详细地讨论的。如图8所示，从动件机构100用于内燃机的高压燃料泵180中，尽管从动件机构100用于其他用途也是可能的。当内燃机的凸轮轴182旋转时，凸轮轴182的凸角184或连接到凸轮轴182的摇臂(未示出)接合从动件机构100的辊从动件160以将凸轮轴182的旋转运动转换成从动件机构180在相应的气缸盖188的孔186内的线性运动。泵180的泵杆190定位在从动件机构100内并与之连接，使得随着从动件机构100在孔186内沿线性方向运动，泵杆190交替地通过弹簧192向左移动(如所示的)并通过从动件机构100向右移动。由此，来自凸轮轴182的力通过从动件机构100传递到泵180，使得仅在与泵杆190的运动基本相同的方向上的力作用在泵180上。另外，从动件机构100用作凸轮轴182与泵180之间的扭转振动隔离装置，以抑制传递旋转力。如所示的，对准装置142是向外延伸的半圆柱形突起，其优选在任何热处理过程之前被刺穿或形成到外杯120的侧壁中。

另外参照图5，本实施例的外杯120包括圆柱形外表面124、与其基本同心的圆柱形内表面126、对准装置142和防旋转装置141(图7A)。外杯120优选地由低碳、中碳或高碳素钢或合金钢的金属板坯通过冲压工艺或使用多工位传递或渐进压力机的拉深工艺形成。另外，外杯120包括在其相对端的每一个处形成的环形唇部128和134。环形唇部128在径向方向上比外杯120的其余侧壁薄，从而与之形成环形凸缘130。在其初始状态下，在完全组装从动件机构100之前，环形唇部128平行于外杯120的纵向中心轴线轴向向外延伸，而环形凸缘130位于横向于纵向中心轴线的平面中。当形成外杯120时，由于辊从动件的其他部件优选地从设置有环形唇部128的端部被放置到外杯120中，因此可以初始地径向向内悬垂地形成环形唇部134。

另外参考图4A和4B，内杯140优选地包括侧壁144，该侧壁包括两个相对的弯曲部分143，两个平行的侧部分155在其间延伸；半球形的底部部分146；从侧壁144的上周边径向向外延伸的上唇部148；以及一对由侧壁144限定的轴孔口150。上唇部148在每个弯曲部分143和内杯侧壁144的侧部分155的相交处限定了角部149。

现在参考图6A，根据本说明书的防旋转装置的第一实施例包括从外杯120的环形凸缘130轴向向上延伸的至少一个突起147。如所示的，突起147沿着环形凸缘130延伸的长度与由内杯140的相应侧部分155分开的一对角部149之间的距离基本相同。因此，如图3A，7A和7B最佳所示的，当内杯140完全插入外杯120中时，内杯140的上唇部148依靠在外杯120的环形凸缘130上，使得上唇部148的每个所述角部149邻接突起147的相应端部部分147a和147b，从而防止内杯140相对于外杯120旋转，并确保内杯140在外杯120内正确对准。在本实施例中，端部部分147a和147b的形状对应于上唇部148的角部149，如图7A所示。优选地，尽管仅可以使用一个突起147，但是两个突起147在上唇部148的相应组的角部149之间延伸以保持对称的外杯120。注意，内杯140可以不倾斜地直接插入外杯120中。

现在参考图6B，6C和6D，示出了抗旋转突起的替代实施例。如图6B所示，在替代实施例中，突起147A的端部部分不必与上唇部的角部149相似地成形。如图6C和6D所示，不是利用在内杯140的角部149之间延伸凸缘30的整个长度的突起，而是可以分别利用成对的突起147B和147C邻接角部。注意，在每个实施例中，突起的轴向高度小于环形唇部128的轴向高度，以便在组装期间不干扰径向向内弯曲环形唇部128，如下所述。

一旦完全插入外杯120中并通过防旋转装置141旋转定位，内杯140就会通过向内折叠环形唇部边128，例如通过卷边、旋转卷曲、冲孔成型等，来保持在其中，使得上唇部148不可旋转地挤压在环形唇部128和环形凸缘130之间。注意到，在其他实施例中，间隔件(未示出)(例如圆形垫圈)可以位于环形唇部128和环形凸缘130之间。间隔件有助于确保唇部128和凸缘130之间的任何潜在间隙最小化。间隔件优选地由塑料或类似材料形成。注意到，由于外杯120不直接支撑辊从动件160的轴162，因此它不需要通常在已知从动件机构的外杯上执行的热处理工艺。这样，便于在环形唇部128上执行的折叠/卷边操作。然而，在出于磨损目的需要对外杯120进行热处理的那些应用中，热处理工艺在形成对准装置142之后进行。如所示的，对准装置142包括半圆柱形的外表面，该半圆柱形的外表面与形成在相应的气缸盖188(图8)中的对准槽(未示出)相应地成形。接下来，在将环形唇部128向内折叠、卷边等之前，对环形唇部128进行回火以促进操作并有助于防止破裂。

优选地，内杯140由金属板坯通过冲压工艺或拉深工艺形成，并且在其直接支撑从动件机构100的轴162时经受热处理工艺。最初，当形成内杯140时，侧壁144为大致圆柱形的。然而，在热处理工艺之前，形成平坦侧部分145，从而导致侧部分145在两个相对的弯曲部分143之间延伸。同样，在热处理工艺之前，将轴孔口150刺入平坦侧部分145中。在任何热处理过程之前，也在内杯140的半球形底部部分146中刺出润滑孔口154。半球形底部部分146的一部分可以被弄平，从而形成垂直于从动件机构100的纵向中心轴线132的底壁159。

如图2最佳所示，辊从动件160包括轴162，外座圈166和设置在其间的多个辊164，以使座圈166可围绕轴162自由旋转。轴162的相反端接收在内杯140的轴孔口150中，使得辊从动件160通过内杯安装到从动件机构100的外杯120。当组装时，辊从动件160轴向向外延伸超过外杯120的顶部边缘，使得座圈166的外表面接合凸轮轴182的对应的凸角184，如图8所示。优选地，轴孔口150的直径稍大于轴162的直径，使得轴162在操作期间在轴孔口150内自由旋转。可替代地，轴162的相对端可以被桩接，型锻等到内杯140，从而防止了相对于内杯的旋转。注意到，当轴162在轴孔口150内自由旋转时，轴162的轴向运动通过在任一端与外杯120的内表面126邻接而受到限制。优选地，在外座圈166的相对端上设置环形斜切边缘168，以使外座圈166的整体尺寸最大化，但不与内杯140的半球形底部部分146的内表面接触。

如图9A至11C所示，根据本公开的从动件机构200的替代实施例包括基本圆柱形的外杯220、接收在其中的内杯240、由内杯240支撑的辊从动件260、形成在外杯220中的对准装置242以及由圆柱形销247形成的防旋转装置241，所述圆柱销被接收在对准装置242和形成在内杯240上的凹部249(图10)中，如下面更详细地讨论的。类似于前述实施例，从动件机构200可以用在内燃机的高压燃料泵180(图8)中，但是从动件机构200的其他用途也是可能的。

附加地参考图13，外杯220包括圆柱形外表面224、与其基本同心的圆柱形内表面226以及对准装置242。外杯220优选地由低、中或高的碳素钢或合金钢的金属板坯料通过冲压工艺或使用多工位传递或渐进压力机的深拉工艺形成。另外，外杯220包括形成在其相对两端的每个处的环形唇部228和234。环形唇部228在径向方向上比外杯220的其余侧壁薄，从而与之形成环形凸缘230。在完全组装从动件机构200之前，环形唇部228平行于外杯220的纵向中心轴线232轴向向外延伸，而环形凸缘230位于横向于纵向中心轴线232的平面中。当形成外杯220时，由于优选将辊从动件的其他部件从设置有环形唇部228的端部放入外杯220中，因此可以初始地径向向内悬垂地形成环形唇部234。本实施例的外杯220与第一实施例的外杯120的主要区别在于，其不包括在其内表面的环形凸缘230上的防旋转特征141。

另外参考图12A和12B，内杯240优选地包括侧壁244，该侧壁包括两个相对的弯曲部分243，两个平行的侧部分255在其间延伸；半球形的底部部分246；从侧壁244的上周边径向向外延伸的上唇部248；由侧壁244限定的一对轴孔口250；以及在弯曲部分243之一中形成的半圆柱形凹部249。如图11A中最佳所示的，当内杯240完全插入外杯220中时，内杯240的上唇部248靠在外杯220的环形凸缘230上，并且销251被接收在对准装置246和凹部249内。同样如图11C和11D所示，内杯240在外杯220内的正确对准由防旋转装置241保持，因为销251同时接合对准装置242和凹部249。注意到，如果在将内杯240插入外杯220中之前将销251插入对准装置242中，则内杯240可以不倾斜地直接插入外杯220中，因为销251可滑动地接收在形成于内杯240中的凹部249内。

一旦完全插入外杯220中并通过内杯240旋转定位，则通过向内折叠环形唇部228(例如通过卷边、旋转卷曲、冲压成形等)将其保持在其中，从而使上唇部248不可旋转地挤压在环形唇部228和环形凸缘230之间。注意到，由于外杯220不直接支撑辊从动件260的轴262，因此不需要通常在已知从动件机构的外杯上执行的热处理工艺。这样，便于在环形唇部228上执行的折叠/卷边操作。然而，在出于磨损目的需要对外杯220进行热处理的那些应用中，在形成对准装置242之后进行热处理工艺。如所示的，对准装置242包括半圆柱形的外表面，该半圆柱形的外表面与形成在相应的气缸盖288(图8)中的对准槽(未示出)相应地成形。这样，对准装置242的内表面也是半圆柱形的，并且成形为将防旋转装置241的销251接收在其中。在将环形唇部228向内折叠、卷边等之前，对环形唇部228进行回火以利于操作并帮助防止破裂。

优选地，内杯240通过冲压工艺或拉深工艺由金属板坯料形成，并在其直接支撑从动件机构200的轴262时经受热处理工艺。最初，侧壁244基本上是圆柱形的，当形成内杯240时。然而，在热处理工艺之前，形成平坦的侧部分245，从而导致侧部分245在两个相对的弯曲部分243之间延伸。同样，在热处理工艺之前，将轴孔口250刺入内杯240的平坦的侧部分245中。在任何热处理工艺之前，润滑孔口254也刺入内杯240的半球形底部部分246中。半球形底部部分246的一部分可以被弄平，从而形成垂直于从动件机构200的纵向中心轴线的底壁259。

如图10最佳所示，辊从动件260包括轴262、外座圈266和设置在它们之间的多个辊264，使得座圈266可绕轴262自由旋转。轴262的相反两端接收在内杯240的轴孔口250中。如图8所示，当组装时，辊从动件260轴向向外延伸超过外杯220的顶部边缘，以使座圈266的外表面接合凸轮轴182的对应凸角184。优选地，轴孔口250的直径略大于轴262的直径，使得轴262在其中自由旋转。可替代地，轴262的相对端可以被桩接，型锻等到内杯240上，从而防止相对于内杯的旋转。注意到，当轴262在轴孔口250内自由旋转时，轴262的轴向运动通过在任一端与外杯220的内表面226邻接而受到限制。优选地，在外座圈266的相对端上设置环形斜切边缘268，以使外座圈266的整体尺寸最大化，但不与内杯240的圆底角部接触。

虽然以上描述了本发明的一个或多个优选实施例，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围和精神之内的这些修改和变型。

Claims (17)

1.一种可在孔内沿孔的纵向中心轴线移动的从动件机构，包括：

外杯，该外杯具有内表面和外表面，该内表面和外表面限定出基本为圆筒形的侧壁；设置在所述侧壁的第一端处的第一环形唇部；设置在所述侧壁的第二端处的第二环形唇部；设置在侧壁的第一端和第一环形唇部的相交处的环形凸缘；以及从环形凸缘轴向向外延伸的防旋转装置，其中第一环形唇部在径向方向上比所述侧壁薄；

内杯，该内杯包括侧壁、一对轴孔口以及从内杯的上周边径向向外延伸的上唇部，内杯设置在外杯中，使得内杯的上唇部的一部分邻接外杯的环形凸缘并通过邻接内杯的顶部边缘的外杯的第一环形唇部轴向地固定在其上；

轴，该轴具有第一端和第二端，该第一端和第二端的每个都设置在相应的轴孔口之一中；和

辊从动件，该辊从动件可旋转地接收在轴上，使得该辊从动件的一部分轴向向外延伸超过外杯的第一环形唇部；

其中，内杯的上唇部的一部分邻接外杯的防旋转装置，从而防止内杯和外杯之间的相对旋转。

2.根据权利要求1所述的从动件机构，其中，所述辊从动件还包括：

多个辊和一外座圈，

其中，多个辊设置在轴的外表面和外座圈的内表面之间。

3.根据权利要求1所述的从动件机构，其中：

内杯的侧壁包括两个相对的弯曲部分、在其间延伸的两个平行的侧部分，以及在相邻的弯曲部分和侧部分之间形成的角部；

内杯的上唇部包括两个相对的弯曲部分、在其间延伸的两个平行的侧部分以及在相邻的弯曲部分和侧部分之间形成的角部，以及

其中内杯的上唇部的两个弯曲部分邻接外杯的环形凸缘。

4.根据权利要求3所述的从动件机构，其中，所述防旋转装置包括至少一个突起，该至少一个突起从所述环形凸缘朝向所述外杯的第一端轴向向外延伸。

5.根据权利要求4所述的从动件机构，其中，所述至少一个突起包括相对的端表面，并且沿着所述环形凸缘周向延伸，使得每个端表面邻接所述内杯的上唇部的相应角部。

6.根据权利要求5所述的从动件机构，其中，所述至少一个突起的端表面成形为对应于内杯的上唇部的角部。

7.根据权利要求4所述的从动件机构，其中，所述至少一个突起包括四个突起，每个突起邻接所述内杯的上唇部的相应角部。

8.根据权利要求4所述的从动件机构，其中，所述至少一个突起的轴向高度小于所述外杯的环形唇部的轴向高度。

9.一种内燃机组件，包括：

气缸盖，包括孔；

凸轮轴，可旋转地支撑在气缸盖内，该凸轮轴包括凸角；

燃料泵，包括泵杆；和

从动件机构，可滑动地设置在气缸盖的孔内，该从动件机构包括：

外杯，该外杯具有内表面和外表面，该内表面和外表面限定出基本为圆筒形的侧壁；设置在所述侧壁的第一端处的第一环形唇部；设置在侧壁的第一端和第一环形唇部的相交处的环形凸缘；以及从环形凸缘轴向向外延伸的防旋转装置，其中第一环形唇部在径向方向上比所述侧壁薄；

内杯，该内杯包括侧壁和从内杯的上周边径向向外延伸的上唇部，内杯设置在外杯中，使得内杯的上唇部的一部分邻接外杯的环形凸缘并通过邻接内杯的顶部边缘的外杯的第一环形唇部轴向地固定在其上；和

辊从动件，该辊从动件可旋转地接收在从动件机构上，使得该辊从动件的一部分轴向向外延伸超过外杯的第一环形唇部；

其中，内杯的上唇部的一部分邻接外杯的防旋转装置，从而防止内杯和外杯之间的相对旋转。

10.根据权利要求9所述的内燃机组件，其中，所述内杯的侧壁限定一对轴孔口，并且所述从动件机构还包括具有第一端和第二端的轴，所述第一端和所述第二端中的每个设置在所述轴孔口中的相应一个轴孔口中，并且辊从动件可旋转地接收在轴上。

11.根据权利要求10所述的内燃机组件，其中，所述辊从动件还包括：

多个辊和一外座圈，

其中，多个辊设置在轴的外表面和外座圈的内表面之间。

12.根据权利要求9所述的内燃机组件，其中：

内杯的侧壁包括两个相对的弯曲部分、在其间延伸的两个平行的侧部分以及在相邻的弯曲部分和侧部分之间形成的角部，

内杯的上唇部包括两个相对的弯曲部分、在其间延伸的两个平行的侧部分以及在相邻的弯曲部分和侧部分之间形成的角部，以及

其中内杯的上唇部的两个弯曲部分邻接外杯的环形凸缘。

13.根据权利要求12所述的内燃机组件，其中，所述防旋转装置包括至少一个突起，该至少一个突起从所述环形凸缘朝向所述外杯的第一端轴向向外延伸。

14.根据权利要求13所述的内燃机组件，其中，所述至少一个突起包括相对的端表面并且沿着所述环形凸缘周向延伸，使得每个端表面邻接所述内杯的上唇部的相应角部。

15.根据权利要求14所述的内燃机组件，其中，所述至少一个突起的端表面成形为对应于所述内杯的上唇部的角部。

16.根据权利要求13所述的内燃机组件，其中，所述至少一个突起包括四个突起，每个突起邻接所述内杯的上唇部的相应角部。

17.根据权利要求13所述的内燃机组件，其中，所述至少一个突起的轴向高度小于所述外杯的环形唇部的轴向高度。

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