JP5175279B2 - ローラ支承装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえばローラタペットポンプにおけるローラタペットとして使用することのできるローラ支承装置に関する。このようなローラタペットポンプは、たとえば内燃機関、特にディーゼル内燃機関において、燃料供給部に高圧を発生させるために使用される。内燃機関における高圧ポンプは、たとえばカムシャフトによって駆動され得る。これにより、高圧ポンプの高圧シリンダに所定のストローク運動が付与される。カムシャフトに設けられた各カムの隆起はこの場合、ローラタペットを介して高圧ポンプの高圧プランジャに伝達される。

欧州特許出願公開第００７４４５８号明細書に基づき公知のローラタペットは円筒状おガイドボディを備えている。このガイドボディは、ローラが回転可能に支承されている軸を保持するための２つの支承部分を有している。これらの支承部分は上方へ向かって開いた２つの支承凹部を有しており、これらの凹部内には、ローラが回転可能に支承されている軸の軸端部が嵌め込まれている。ローラタペットには切欠きが設けられており、この切欠きは、ローラが軸方向で位置固定されるように形成されている。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１５７０７６号明細書に基づき、軸方向および半径方向に案内されたローラを支持しているタペットを備えたタペットプランジャが公知である。このタペットはローラシューを有しており、このローラシュー内にはローラが軸方向の遊びを持って回転可能に導入されている。タペットに設けられた１つのローラシューが１つの切欠き内にローラを収容している。ローラシューに設けられたこの切欠きはロ―ラシューの下縁部に向かって先細りになっているので、ローラシューからのローラの脱落が阻止されている。

欧州特許出願公開第１９９０９４１８号明細書に基づき公知のローラタペットはベースボディと、ローラと、該ローラのための、ベースボディ内に支承されたローラ軸とを備えている。ローラ軸がベースボディ内に支承されている角度範囲は、最大１８０゜である。さらに、ローラ軸をベースボディに対して相対的にベースボディの軸方向において位置固定する手段が設けられている。この手段は金属薄板ケージから成っており、この金属薄板ケージはベースボディに被さってクランプされている。金属薄板ケージは舌片を有しており、これらの舌片は軸を部分範囲において取り囲んで係合している。

ドイツ連邦共和国特許第１９７２９７９３号明細書に基づき、燃料高圧供給のためのピストンポンプが公知である。このピストンポンプはタペットを備えており、このタペットの半径方向内側の範囲は、回転可能なローラを有している。このローラはピストンポンプの駆動シャフトに設けられた隆起部の範囲に周方向で転動可能に支持されている。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４２１５３５号明細書に基づき、ケージ保持部を備えたローラタペットが公知である。このローラタペットはローラシューを有しており、このローラシュー内にはローラが形状接続的に、つまり係合に基づいた嵌合により、案内されている。このローラを介してローラタペットはカムリングに接触している。ローラを位置固定するためには、ローラシューが保持エレメントを有している。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２４７０２６号明細書に基づき、ローラを備えた弾性的なローラタペットが公知である。ローラの端面には、同軸的に配置された凹部が形成されており、これによりローラ縁範囲の弾性特性が形成されている。

本発明の課題は、単純でかつ信頼性良く形成されたローラ支承装置を提供することである。

この課題は請求項１に記載の特徴により解決される。本発明の有利な構成は請求項２以下に記載されている。

本発明の構成では、中空円筒状のエレメントを備えたローラ支承装置であって、中空円筒状のエレメント内で、該中空円筒状のエレメントの中心軸線に対して直交する横方向でローラが軸受け内に支承されている形式のものにおいて、位置固定エレメントが設けられており、該位置固定エレメントは、該位置固定エレメントが、中空円筒状のエレメントの内室内で、中空円筒状のエレメントの中心軸線に対して軸方向に延びる方向および回転する方向に関して中空円筒状のエレメントと形状接続的に、つまり係合に基づいた嵌合により、連結されて、かつローラの両端面をローラの中心軸線に対して軸方向で位置固定するように形成されかつ配置されている。

こうして、ローラ支承装置の作動時には、ローラの中心軸線に関して規定された軸方向の位置からのローラのずれ動きを簡単に阻止することができる。さらに、位置固定エレメントが、中空円筒状のエレメントの内室内で、中空円筒状のエレメントの中心軸線に対して軸方向に延びる方向および回転する方向で中空円筒状のエレメントと形状接続的に、つまり係合に基づいた嵌合により、連結されるように形成されかつ配置されていることにより、中空円筒状のエレメントの外側範囲は位置固定エレメントを装備することなく実質的に空いた状態にあるので、たとえば摺動面として利用され得る。これに関連して、中空円筒状のエレメントの外側範囲はサイドフォースを支持するために利用され得ると有利である。こうして、この摺動面の範囲において面圧低減を保証することができ、このことは摺動特性の点で有利となる。

ローラ支承装置の有利な構成では、位置固定エレメントがローラの両端面の中心の範囲でローラと連結されるように位置固定エレメントが形成されかつ配置されている。こうして、位置固定エレメントとローラとの間の滑り摩擦を極めて小さく保持することができる。

別の有利な構成では、位置固定エレメントが、軸受けからのローラの脱落を防止するためにローラを、中空円筒状のエレメントの中心軸線の方向で位置固定するように形成されかつ配置されている。こうして、特に開いた支承部との関連において、ローラの紛失を阻止することができる。さもないと、特にカムシャフトとして形成された駆動シャフトとの関連においてローラ支承装置の作動時に、相応する質量慣性力により生ぜしめられた不都合な合成接触力に基づき、このようなローラの紛失が生じる恐れがある。

本発明のさらに別の有利な構成では、少なくとも、位置固定エレメントがローラの端面に被さる範囲で、位置固定エレメントが線材状に形成されている。このことは位置固定エレメントの特に簡単な製造を可能にすると共に、少なくとも位置固定エレメントがローラの端面に被さった範囲における所望のジオメトリ（幾何学的形状）の特に簡単な実現を可能にする。

特に位置固定エレメントがローラの端面の範囲外でも線材状に形成されている場合にも、位置固定エレメントは適当なばね弾性特性を特に簡単に有することができる。

本発明のさらに別の有利な構成では、位置固定エレメントが中空円筒状のエレメントの内室内に自動的に緊定されるようなばね弾性特性を持って位置固定エレメントが形成されている。こうして、中空円筒状のエレメントの内室内での位置固定エレメントの特に簡単な位置固定が可能となる。

本発明のさらに別の有利な構成では、中空円筒状のエレメントの内室に溝が形成されており、該溝内に位置固定エレメントが係合している。こうして、位置固定エレメントを中空円筒状のエレメントの中心軸線に対して軸方向に延びる方向に関して形状接続的に、つまり係合に基づいた嵌合により、中空円筒状のエレメントと特に簡単に連結することができる。

本発明のさらに別の有利な構成では、位置固定エレメントが、中空円筒状のエレメントの壁を貫通した貫通案内部の範囲で、中空円筒状のエレメントの中心軸線に対して回転する方向に関して形状接続的に、つまり係合に基づいた嵌合により、中空円筒状のエレメントと連結されている。こうして、特に信頼性の良い回動防止を保証することができると同時に、さらにローラの端面に対する貫通案内を達成することができる。

本発明のさらに別の有利な構成では、位置固定エレメントが複数のラグもしくは舌片（Lasche）を備えており、該舌片が、中空円筒状のエレメントの内室内に配置されており、該舌片を介して、中空円筒状のエレメント内への組付けのために位置固定エレメントを弾性変形させるための力が導入されるようになっている。こうして、中空円筒状のエレメント内での位置固定エレメントの特に簡単な組付けが可能となる。

これに関連して、前記ラグもしくは舌片が、軸受けからのローラの脱落を防止するためにローラを中空円筒状のエレメントの中心軸線の方向で確保するか、もしくは位置固定するように前記ラグもしくは舌片が形成されていると特に有利である。こうして、ラグもしくは舌片を組付けに関して有利に使用することができると同時に、軸受けからのローラの脱落を防止するためにローラを確保することができる。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

第１実施例の第１の概略図である。 図１に示した第１実施例の第２の概略図である。 図１に示した第１実施例の第３の概略図である。 図１に示した第１実施例の第４の概略図である。 第２実施例の第１の概略図である。 図５に示した第２実施例の第２の概略図である。

同一構造または同一機能の構成要素は全ての図面にわたって同じ符号で示されている。

ローラ支承装置（図１参照）は中空円筒状のエレメント１を有している。この中空円筒状のエレメント１はピストン、たとえば内燃機関において使用されるような高圧ポンプのピストンと連結されていると有利である。

中空円筒状のエレメント１は壁２を有している。

さらにローラ４が設けられており、このローラ４はドラム形に形成されている。ローラ４は中空円筒状のエレメント１の中心軸線６に対して直交する横方向で軸受け８，１０内に支承されている。これらの軸受け８，１０は中空円筒状のエレメント１の壁２に形成されている。図３に断面図で示したように、軸受け８はローラ４を、１８０゜よりも大きな角度にわたって、たとえば２００゜にわたって取り囲んでいる。この場合には、ローラ４が軸受け８，１０から脱落することが防止されている。しかし、軸受け８，１０は、該軸受けがローラ４を１８０゜よりも小さな角度または１８０゜に等しい角度にわたって取り囲むように形成されていてもよい。

ローラ支承装置が規定通りに、つまり適正に作動している場合、ローラ４は有利にはカムシャフトと接触していて、このカムシャフトに沿って、またはカムシャフトに配置されたカムに沿って転動する。こうして、ローラ支承装置を介して、カムシャフトの各カムのストロークを、有利には高圧ポンプのピストンに伝達することができる。

さらに、ローラ４の位置を確保するための位置固定エレメント１２が設けられており、この位置固定エレメント１２は、該位置固定エレメント１２が中空円筒状のエレメント１の内室１４内で、中空円筒状のエレメント１の中心軸線６に関して軸方向に延びる方向および回転する方向において中空円筒状のエレメント１と形状接続的に、つまり係合に基づいた嵌合により連結され、かつローラ４の両端面１６，１８をローラ４の中心軸線２０に対して軸方向で位置固定するように形成されてかつ配置されている。このためには、少なくとも位置固定エレメント１２がローラ４の両端面１６，１８に被さる範囲において、位置固定エレメント１２が線材状に形成されていると有利である。

位置固定エレメント１２は、該位置固定エレメント１２がローラ４の端面１６，１８の中心２２の範囲においてローラ４と連結されるように形成されていると有利である。このためには、位置固定エレメント１２が、たとえば図１に図示したような適当なジオメトリ（幾何学的形状）を有している。このようなジオメトリを実現するためには、ばね線材が特に適している。なぜならば、ばね線材を用いると、このようなジオメトリが特に製作技術的に簡単に製作可能となるからである。

位置固定エレメント１２とローラ４との間の接触部が中心２２に近づけば近づくほど、このときに滑り摩擦に基づいて生ぜしめられる損失は少なくなる。ローラ４の端面１６，１８の中心２２の範囲では、ローラ４の回転時にローラ４と位置固定エレメント１２との間の最小の相対速度しか生ぜしめられないので、中心２２の範囲の極めて近傍で行われる接触により、発生し得る摩耗が最小限に抑えられる。

位置固定エレメント１２は内室１４から、中空円筒状のエレメント１の壁２を貫いた貫通案内部２６の範囲で中空円筒状のエレメント１の壁２を通って案内されている。貫通案内部２６は、該貫通案内部２６が、たとえば図２から判るように位置固定エレメント１２に設けられた、該貫通案内部２６に対応した形状付与部と協働して、位置固定エレメント１２と中空円筒状のエレメント１との間に、中空円筒状のエレメント１の中心軸線６に対して回転する方向に関して形状接続的な連結、つまり係合に基づいた嵌合による連結を可能にするように形成されていると有利である。これに関連して、ローラ４と位置固定エレメント１２の貫通案内部２６の範囲との間には、ある程度の遊びが設けられていると有利である。こうして、特に位置固定エレメント１２とローラ４との間のこの範囲における望ましくない摩擦を回避することもできる。また、位置固定エレメント１２の簡単な組付けも促進され得る。

中空円筒状のエレメント１の内室１４では、壁２に溝２４が形成されている。この溝２４内には位置固定エレメント１２が係合する。こうして、中空円筒状のエレメント１の中心軸線６に関して軸方向において、位置固定エレメント１２と中空円筒状のエレメント１との間の形状接続、つまり係合に基づいた嵌合を簡単に保証することができる。位置固定エレメント１２は、該位置固定エレメント１２が中空円筒状のエレメント１の内室１４内に配置される際に該位置固定エレメント１２が自動的にプリロードもしくは予荷重をかけられるように形成されている。このためには、位置固定エレメント１２がそのジオメトリにより、これに関連して適当な弾性特性を備えていると有利である。このことは、たとえば適当に形成されたラグもしくは舌片２８，３０，３２によってアシストもしくは助成されていてよい。こうして、位置固定エレメント１２が適正に配置されている場合には、この位置固定エレメント１２が、中空円筒状のエレメント１の内室１４内で自動的にプリロードもしくは予荷重をかけられるようになる。

舌片２８，３０，３２はさらに、組立て時にこれらの舌片２８，３０，３２を介して、位置固定エレメント１２を相応して変形させるための力が導入され得るように形成されていると有利である。この場合、位置固定エレメント１２を変形させるための力は、位置固定エレメント１２が中空円筒状のエレメント１の中心軸線６に関して軸方向でこの中空円筒状のエレメント１内に導入されて、その結果、該位置固定エレメント１２が溝２４内にスナップイン式に係止されるように導入され得る。図５および図６に図示した第２実施例では、軸受け８，１０がローラ４を取り囲む角度が１８０゜を超えていない。特にこのような構成を有する第２実施例に関しては、図５に図示したような舌片２８，３０，３２の相応する構成により、ローラ４を中空円筒状のエレメント１の中心軸線６の方向で軸受け８，１０からの脱落が防止されるように位置固定することができる。このためには、ラグもしくは舌片２８，３０，３２が有利には相応して、第１実施例の場合よりも長めに形成されており、この場合、舌片２８，３０，３２がローラ４に適当に覆い被さるような長さに形成されていると有利である。

位置固定エレメント１２は完全に１本の線材から形成されていると有利である。しかし、位置固定エレメント１２は少なくとも部分的に、適当な別のエレメントによって形成されていてもよい。すなわち、位置固定エレメント１２は、たとえば内室１４において相応する金属薄板エレメントにより形成されていてもよい。しかし、位置固定エレメント１２のさらに別の任意の構成も考えられる。

位置固定エレメント１２のためにばね線材を使用することにより、軸方向のローラ遊びの適合が特に良好に可能となる。すなわち、ばね線材の適当な形状付与により、基本的にローラ４の緊定が可能となる。特に、ローラ４と位置固定エレメント１２との間での極めて中心近傍の接触との関係で云えば、これに関連して望ましくないとされる摩擦力はあまり問題とならない。位置固定エレメント１２の輪郭３４により、溝２４内への圧入のために有利となるばね作用を特に簡単に支援することができる。

位置固定エレメント１２のプリロードもしくは予荷重は有利には、特に該プリロードもしくは予荷重により中空円筒状のエレメント１の中心軸線６の方向における軸受けからの脱落を防止するためのローラの位置固定を実現したい場合には、ローラ４の、作動時に生じる質量慣性力が位置固定エレメント１２をそのガイドから押し出すことのないように設定されていなければならない。

Claims (8)

1. 中空円筒状のエレメント（１）を備えたローラ支承装置であって、
   中空円筒状のエレメント（１）内で、該中空円筒状のエレメント（１）の中心軸線（６）に対して直交する横方向でローラ（４）が軸受け（８，１０）内に支承されている形式のものにおいて、
   少なくともローラ（４）の端面（１６，１８）に被さる範囲で、線材状に形成されている位置固定エレメント（１２）が設けられており、
   該位置固定エレメント（１２）は、該位置固定エレメント（１２）が、中空円筒状のエレメント（１）の内室（１４）内で、中空円筒状のエレメント（１）の中心軸線（６）に対して軸方向に延びる方向および回転する方向に関して中空円筒状のエレメント（１）と形状接続的に、つまり係合に基づいた嵌合により、連結されて、かつ少なくとも中空円筒状のエレメント（１）の中心軸線（６）の方向におけるローラ（４）の転動時、ローラ（１４）の両端面（１６，１８）をローラ（４）の中心軸線（２０）に対して軸方向で位置固定するように形成されかつ配置されていることを特徴とするローラ支承装置。
2. 位置固定エレメント（１２）がローラ（４）の両端面（１６，１８）の中心（２２）の範囲でローラ（４）と連結されるように位置固定エレメント（１２）が形成されかつ配置されている、請求項１記載のローラ支承装置。
3. 位置固定エレメント（１２）が、軸受け（８，１０）からのローラ（４）の脱落を防止するためにローラ（４）を、中空円筒状のエレメント（１）の中心軸線（６）の方向で位置固定するように形成されかつ配置されている、請求項１または２記載のローラ支承装置。
4. 位置固定エレメント（１２）が中空円筒状のエレメント（１）の内室（１４）内に自動的に緊定されるようなばね弾性特性を持って位置固定エレメント（１２）が形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のローラ支承装置。
5. 中空円筒状のエレメント（１）の内室（１４）に溝（２４）が形成されており、該溝（２４）内に位置固定エレメント（１２）が係合している、請求項１から４までのいずれか１項記載のローラ支承装置。
6. 位置固定エレメント（１２）が、中空円筒状のエレメント（１）の壁（２）を貫通した貫通案内部（２６）の範囲で、中空円筒状のエレメント（１）の中心軸線（６）に対して回転する方向に関して形状接続的に、つまり係合に基づいた嵌合により、中空円筒状のエレメント（１）と連結されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のローラ支承装置。
7. 位置固定エレメント（１２）が複数の舌片（２８，３０，３２）を備えており、該舌片（２８，３０，３２）が、中空円筒状のエレメント（１）の内室（１４）内に配置されており、該舌片（２８，３０，３２）を介して、中空円筒状のエレメント（１）内への組付けのために位置固定エレメント（１２）を弾性変形させるための力が導入されるようになっている、請求項１から６までのいずれか１項記載のローラ支承装置。
8. 前記舌片（２８，３０，３２）が、軸受け（８，１０）からのローラ（４）の脱落を防止するためにローラ（４）を中空円筒状のエレメント（１）の中心軸線（６）の方向で位置固定するように前記舌片（２８，３０，３２）が形成されている、請求項７記載のローラ支承装置。

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