CN105201714A - 形成凸轮从动件或摇臂的机械*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机械***(1)，形成凸轮从动件或摇臂，所述机械***(1)包括：支撑元件(10)；销(30)，其沿着第一轴线(X1)在两个相对的端部(35、36)之间延伸并且由所述支撑元件支撑；以及辊(40)，其可围绕所述第一轴线(X1)相对于所述销(30)旋转移动并且适于在凸轮上滚动。根据本发明，所述销(30)和/或所述辊(40)设置有在销(30)与辊(40)之间的交界面(60)形成润滑剂贮存器的至少一个凹部(38)。本发明还涉及一种包括这种机械***(1)的注射泵或阀致动器以及一种用于制造这种机械***(1)的方法。

Description

形成凸轮从动件或摇臂的机械***
技术领域
本发明涉及一种机械***，形成凸轮从动件或摇臂，并且包括设置有形成润滑剂贮存器的至少一个凹部的销或辊。本发明还涉及一种包括这种机械***的注射泵或阀致动器。本发明还涉及一种制造这种机械***的方法。
背景技术
通常，凸轮从动件至少包括挺杆、销和辊。挺杆沿着纵向轴线延伸，而销和辊定心于横向轴线上。挺杆形成有两个侧向凸缘，在它们之间限定中间间隙且每个包括圆柱形孔。辊定位在该中间空隙中，在凸缘和孔之间。销装配在这两个孔中，使得辊可相对于销围绕其轴线旋转移动。销可以铆接(换句话说塑性变形)于相对的端部上，以由挺杆孔中的压入配合创建机械连接。
当凸轮从动件处于使用中时，辊与同内燃机凸轮轴同步的凸轮相配合。凸轮轴的旋转导致倚靠着挺杆的泵的活塞发生周期性位移，以允许燃油得到输送。挺杆可沿着纵向轴线来回移动，而辊可围绕其中心轴线旋转移动。
如由EP-A-2607636中的例子所示，已知的是使挺杆设置有润滑通道。根据凸轮从动件的配置和定向，油润滑剂自由流动或通过这些通道投向辊和销。当辊相对于挺杆向下定位时，润滑可以简单地通过重力来实现。例如，用于凸轮从动件的润滑剂可以是用于机动车内燃机的油。当辊相对于挺杆向上定位时，润滑可以通过泵和加压喷射器或任何其它合适的装置来实现。在所有的情况下，润滑回路形成通过凸轮从动件及其周围，以确保所有必需区域(包括销和辊之间的交界面)的正常润滑。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的机械***。
为此，本发明涉及一种机械***，形成凸轮从动件或摇臂，所述机械***包括：支撑元件；销，其沿着第一轴线在两个相对的端部之间延伸并且由所述支撑元件支撑；以及辊，其可围绕所述第一轴线相对于所述销旋转移动并且适于在凸轮上滚动。根据本发明，所述销和/或所述辊设置有在销与辊之间的交界面形成润滑剂贮存器的至少一个凹部。
由于本发明，在销与辊之间的交界面的润滑得以改善，销和辊之间的摩擦得以减小，且可以防止机械***内部的过热。一个或多个润滑剂贮存器可以集成到所述销和/或辊，靠近待润滑的表面。该润滑剂可以是油或优选的是油脂，可直接用于所述交界面，而无需运行通过长的润滑回路。润滑剂可以是预定的量并且达合适的操作时间。使油循环通过该机械***的需要得以减少，使得或润滑泵可以省略，或泵的大小及其包含的油的数量可以减少。
根据本发明有利的但并非强制性的其它方面，这种机械***可以包括一个或多个以下特征：
-所述销设置有至少一个凹部，该凹部形成润滑剂贮存器并且成形为在平行于所述第一轴线的方向上延伸的细长槽。
-形成润滑剂贮存器的至少一个凹部在平行于所述第一轴线的方向上部分地沿着所述销延伸。
-所述辊设置有至少一个凹部，该凹部形成润滑剂贮存器并且成形为定心于所述第一轴线上的环形槽。
-所述销设置有形成润滑剂贮存器的至少两个凹部。
-形成润滑剂贮存器的凹部围绕所述第一轴线规则分布。
-所述辊设置有形成润滑剂贮存器的至少两个凹部。
-形成润滑剂贮存器的凹部沿着所述第一轴线规则分布。
-所述销和所述辊各自设置有形成润滑剂贮存器的至少一个凹部。
-包含在所述至少一个凹部中的润滑剂是油脂。
-所述支撑元件设置有至少一个润滑通道，用于润滑所述销与所述辊之间的交界面，特别是一旦包含在至少一个凹部中的润滑剂被耗尽。
-所述机械***，包括定位在所述销与所述辊元件之间的交界面的滚动轴承、滑动轴承或套管。
-所述机械***形成凸轮从动件，其中，所述支撑元件是挺杆，其可沿着垂直于所述第一轴线的第二轴线平移移动。
-所述机械***形成摇臂，其中，所述支撑元件是可沿着平行于所述第一轴线的枢转轴线旋转移动的臂。
本发明还涉及一种用于机动车的注射泵，包括上文所述的机械***。
本发明还涉及一种用于机动车的阀致动器，包括上文所述的机械***。
本发明还涉及一种用于制造上文所述的机械***的方法。所述方法包括以下步骤：
a)在所述销和/或所述辊中形成至少一个凹部；
b)采用预定量的润滑剂填充所述凹部；以及
c)将所述销和所述辊连同所述支撑元件安装在一起。
附图说明
下面参照附图对本发明进行说明，附图作为说明性示例，而不限制本发明的目的。在附图中：
-图1是根据本发明的机械***的透视图，其是凸轮从动件型的，包括挺杆、销和辊；
-图2是沿着图1的平面II的剖视图。
-图3是沿着图1的平面III的剖视图。
-图4是图2中细节IV的更大比例的局部剖视图；
-图5是图3中细节V的更大比例的局部剖视图；
-图6和7是根据本发明第二实施例的凸轮从动件的分别类似于图4和5的局部剖视图；
-图8是根据本发明第三实施例的凸轮从动件的类似于图4的局部剖视图；
-图9是根据本发明第四实施例的凸轮从动件的类似于图5的局部剖视图；
-图10是根据本发明第五实施例的凸轮从动件的类似于图4的局部剖视图；以及
-图11是根据本发明第六实施例的凸轮从动件的类似于图5的局部剖视图。
具体实施方式
图1至5所示的机械***1是凸轮从动件型的，适于装备未示出的用于机动车的喷射泵。
***1包括挺杆10、销30和辊40，一起形成滑动轴承。在重型应用比如在柴油卡车发动机中，缺乏实施滚动轴承的空间，因此有理由使用滑动轴承。销30和辊40定心于横向轴线X1上，而挺杆10定心于纵向轴线Y1上。轴线X1和Y1是垂直的。辊40适于在凸轮2上滚动，如图2所示。
挺杆10包括介于圆柱形部分12和轴承部分20之间的中央部分11。部分12定心于轴线Y1上，并限定空腔13于挺杆10内部。此空腔13适于接收轴或柱塞(未示出)，用于沿轴线Y1移动挺杆10。挺杆10具有圆柱形外表面14(具有圆形基底)，定心于轴线Y1上并且沿着部分11、12和局部的部分20延伸。挺杆10可在属于注射泵的未示出的孔中沿着轴线Y1来回移动，其中表面14在该孔中滑动。挺杆10可以由合成材料例如聚酰胺6,6(PA)或聚醚醚酮(PEEK)制成，或者由金属例如钢制成。挺杆10的材料被选择成抵抗油流动及温度变化。
此外，挺杆10形成用于销30和辊40的支撑元件。特别地，挺杆10的轴承部分20适于容纳其上安装有辊40的销30。为此，轴承部分20在轴线Y1的两侧上包括以分叉方式从平行于轴线Y1的中央部分11延伸的两个侧向凸缘21和22。凸缘21和22在它们之间限定中间间隙29，其中凹底形成在中央部分11上。每个侧向凸缘21和22包括圆柱形孔，分别为25和26。这两个孔25和26具有相同的直径，并且沿着轴线X1延伸穿过凸缘21和22。凸缘21和22具有面对间隙29的内平面，分别为23和24。优选地，孔25和26具有围绕轴线X1形成的内外倒角，以便于将销30***孔25和26。
挺杆10还包括若干个孔洞和孔15、16、17，用于润滑或并非是本发明主题的其他功能。由于孔13、15、16、17、29的位置，中央部分11是挺杆10的最厚且最具抵抗力的部分。
辊40具有外圆柱形表面41和内圆柱形孔42，它们在两个侧面43和44之间延伸。辊元件40定位在机械***1中于销30之前。更精确地，辊40定位在中间空隙29中，沿着轴线X1在两个凸缘21、22和两个孔25、26之间。
销30包括在两个销端部35和36之间延伸的圆柱形表面32。当销30被***挺杆10的孔25和26中时，表面32随辊40的孔42被调整，使得辊40可围绕轴线X1相对于销30旋转移动。销及辊轴线都与轴线X1合并。
辊40适于在凸轮2的外表面上滚动，更精确地说表面41可以在其上滚动。当凸轮2和辊40配合时，力F沿着轴线Y1施加在表面42上。如图4所示，加载区域A1限定在表面42上的力F的施加点附近，包括在定心于轴线Y1上的60度的角度β1内。换句话说，角度β1在包括轴线Y1并垂直于轴线X1的横向平面内相对于轴线Y1打开±30度。
在***1的组装过程中，径向间隙rc1可相对于轴线X1沿径向存在于销30的表面32与每个孔25、26的内表面之间。间隙rc1的存在和值取决于销30的制造公差，如孔25和26。优选地，间隙rc1在铆接步骤之前尽可能地小，并且通过该铆接步骤得以进一步减小。
如在EP-A-2607636中所述，销端部35和36可以通过压配合而被分别铆接在孔25和26中。为此，每个孔25和26设置有径向凹部，分别为27和28，其沿着相对于轴线X1的径向方向D1从孔25或26延伸。在铆接步骤中，销30的塑性变形材料的流动进入这些凹部27-28。换句话说，每个径向凹部27和28适于容纳销30的铆接端部35、36的塑性变形径向部分(分别为37或38)。因此，有效且具有抵抗力的机械连接设置在挺杆10与销30之间。
如图3所示，在平行于轴线X1的方向上，间隙rc3可以存在于面23和43之间，而间隙rc4可以存在于面24和44之间。当表面41在凸轮2上滚动时，辊40有可能沿轴线X1发生移动。在这种情况下，间隙rc3增加，而间隙rc4减小，或者间隙rc3减小，而间隙rc4增加。换句话说，当辊40围绕轴线X1旋转移动时，面23和43很可能滑靠着彼此，或者面24和44很可能滑靠着彼此，在它们之间存在摩擦。因此，面43和44的粗糙度很可能一方面影响挺杆10与辊40之间的交界面处的摩擦，且另一方面影响通过离心作用而泄漏远离该交界面的润滑剂的流动。
实际上，***1内的多个区域须被润滑，以确保***1的正常操作，包括销30和40之间的交界面60。要被润滑的表面包括辊40的内表面42和销30的外表面32，连同辊40的侧向表面43、44和凸缘21、22的侧向表面23、24。
在大多数已知的凸轮从动件中，润滑剂具有运行通过的长的润滑回路。此外，表面23、24、32、42、43和44通常难以接近。如果这些表面未被正确润滑，则凸缘21和22、销30与挺杆40之间的摩擦可能会给***1带来过热。
根据本发明，在图1至5的实施例中，销30设置有包含润滑剂的凹部38。凹部38是在平行于轴线X1的方向上延伸的细长槽。凹部38在外表面32且因此在交界面60是开放的。凹部38优选地形成为相对着加载区域A1，在挺杆10的部分11附近。
在***1的操作中，润滑剂从凹部38逐渐迁移到待润滑的表面，即表面32和42，然后是表面23、24、43和44。因此，润滑得以提高，摩擦得以减少，且过热得以预防。
可以根据下面的步骤a)、b)和c)来制造***1。在第一步骤a)中，凹部38形成在销30中，特别是通过机械加工。在第二步骤b)中，凹部38填充有预定量的润滑剂。在第三步骤c)中，销30和辊40安装在挺杆10上，其中凹部38形成接近待润滑表面的润滑剂贮存器。
作为示例，在平行于轴线X1的方向上，销30具有40毫米的长度，而凹部38具有20毫米的长度。此外，凹部38沿着垂直于轴线X1和Y1的方向具有4毫米的宽度，沿着平行于轴线Y1的方向具有3毫米的深度。
可替代地，销30可以设置有具有不同形状、位置和/或尺寸的一个或多个凹部。例如，销30可以设置有围绕轴线X1分布的多个细长槽，每个在平行于轴线X1的方向上延伸。根据另一示例，辊40可以设置有多个孔来代替槽。优选地，没有凹部布置在图4所示的加载区域A1中。
图6至11示出了根据本发明的机械***1的其它实施例。在这些实施例中，与图1至5的第一实施例相似的元件具有相同的附图标记并且以相同的方式工作。下文仅就与第一实施例的不同之处进行说明。
图6和7示出的机械***1具有设置在辊40上的凹部48，而非设置在销30上的凹部38。凹部48是环形槽，其定心于轴线X1上并且围绕轴线X1以360度的角度延伸。凹部48在内表面42且因此在交界面60是开放的。
可替代地，辊40可以设置有具有不同形状、位置和/或尺寸的一个或多个凹部。例如，辊40可以设置有形成围绕轴线X1的圆形部分的多个槽。根据特定的示例，辊40可以包括两个、三个或四个槽，它们沿着轴线X1对齐并且每个围绕轴线X1以40至120度的角度延伸。根据另一示例，辊40可以包括沿着轴线X1分布的多个槽。根据另一示例，辊40可以设置有一个或多个凹部，它们除了在表面42是打开的之外在侧向表面43或44也是打开的。根据另一示例，辊40可以设置有多个孔来代替槽。优选地，没有凹部布置在加载区域A1中。
此外，可选的润滑通道18形成在挺杆10中。这些通道18允许引导润滑剂流到交界面60，特别是一旦包含在凹部48中的润滑剂已被耗尽。***1可以设置有具有任何合适形状、位置和/或尺寸的一个或多个润滑通道。
图8示出的机械***1具有设置在销30上的凹部38和设置在辊40上的凹部48。凹部38类似于图4和5之一，而凹部48类似于图6和7之一。可替代地，销30和辊40可以设置有具有不同形状、位置和/或尺寸的凹部。
图9示出的机械***1具有设置在销30上的凹部138。凹部138在平行于轴线X1的方向上比凹部38更长。然而，凹部138不沿着销30的整个长度延伸，否则销30将被削弱且在销端部35和36附近会出现润滑剂泄漏。换句话说，凹部138在平行于轴线X1的方向上部分地沿着销30延伸。在图9的示例中，凹部138在平行于轴线X1的方向上延伸至凸缘21和22，而不是延伸至凹部27和28。无论销30的尺寸为多少，没有凹部138的至少1毫米优选地保持在每个端部35和36。
图10示出的机械***1具有设置在销30上且围绕轴线X1规则分布的三个凹部38a、38b和38c。每个凹部38a、38b和38c具有与凹部38相似的形状，因此它们可以包含是单个凹部38时三倍的润滑剂。
此外，可选的套管50位于销30和辊40之间的交界面60。优选地，没有形成润滑剂贮存器的凹部设置在套管50上。套管50具有外圆柱形表面51和内圆柱形孔52。在***1的组装过程中，套管50的表面51随辊40的孔42被调整，而销30的面31随套管50的孔52被调整，使得辊40可围绕轴线Y10相对于销30旋转移动。挺杆20支撑销30，销30支撑套管50，套管50支撑辊40。销、辊及套管轴线与轴线Y10合并。
图11示出的机械***1具有设置在辊40上且围绕轴线X1规则分布的三个凹部48a、48b和48c。每个凹部48a、48b和48c具有与凹部48相似的形状，因此它们可以包含是单个凹部48时三倍的润滑剂。
还可以在本发明的范围之内来实现其它未示出的实施例。例如，根据***1的预期应用，支撑元件10可以具有不同的配置。
此外，根据本发明的机械***1并不限于凸轮从动件。例如，***1可以形成摇臂，其中支撑元件10是可沿着平行于轴线X1的枢转轴线旋转移动的臂。
在任何实施例中，销30和/或辊40设置有用于包含润滑剂的至少一个凹部38、48、138、38a、38b、38c、48a、48b、48c，其形成在销30与辊40之间的交界面60。
根据另一未示出的实施例，径向凹部27和28可以具有不同的形状、位置和/或尺寸，如在EP-A-2607636中描述。
根据另一未示出的实施例，***1可以包括滚动或滑动轴承，其中轴承元件定位在销30与辊40之间的交界面60。
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，机械***1可以适于应用的具体要求。

Claims (15)

1.一种机械***(1)，形成凸轮从动件或摇臂，所述机械***(1)包括：
-支撑元件(10)；
-销(30)，其沿着第一轴线(X1)在两个相对的端部(35、36)之间延伸并且由所述支撑元件(10)支撑；以及
-辊(40)，其可围绕所述第一轴线(X1)相对于所述销(30)旋转移动并且适于在凸轮(2)上滚动；
其中，所述销(30)和/或所述辊(40)设置有在销(30)与辊(40)之间的交界面(60)形成润滑剂贮存器的至少一个凹部(38；48；38、48；138；38a、38b、38c；48a、48b、48c)。
2.根据权利要求1所述的机械***(1)，其中，所述销(30)设置有至少一个凹部(38；138；38a、38b、38c)，该凹部形成润滑剂贮存器并且成形为在平行于所述第一轴线(X1)的方向上延伸的细长槽。
3.根据权利要求2所述的机械***(1)，其中，形成润滑剂贮存器的至少一个凹部(38；138；38a、38b、38c)在平行于所述第一轴线(X1)的方向上部分地沿着所述销(30)延伸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机械***(1)，其中，所述辊(40)设置有至少一个凹部(48；48a、48b、48c)，该凹部形成润滑剂贮存器并且成形为定心于所述第一轴线(X1)上的环形槽。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的机械***(1)，其中，所述销(30)设置有形成润滑剂贮存器的至少两个凹部(38a、38b、38c)。
6.根据权利要求5所述的机械***(1)，其中，形成润滑剂贮存器的凹部(38a、38b、38c)围绕所述第一轴线(X1)规则分布。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的机械***(1)，其中，所述辊(40)设置有形成润滑剂贮存器的至少两个凹部(48a、48b、48c)。
8.根据权利要求7所述的机械***(1)，其中，形成润滑剂贮存器的凹部(48a、48b、48c)沿着所述第一轴线(X1)规则分布。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的机械***(1)，其中，所述销(30)和所述辊(40)各自设置有形成润滑剂贮存器的至少一个凹部(38、48)。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的机械***(1)，其中，包含在所述至少一个凹部(38；48；38、48；138；38a、38b、38c；48a、48b、48c)中的润滑剂是油脂。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的机械***(1)，其中，所述支撑元件(10)设置有至少一个润滑通道(18)，用于润滑所述销(30)与所述辊(40)之间的交界面(60)，特别是一旦包含在至少一个凹部(38；48；38、48；138；38a、38b、38c；48a、48b、48c)中的润滑剂被耗尽。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的机械***(1)，包括定位在所述销(30)与所述辊元件(40)之间的交界面(60)的滚动轴承、滑动轴承或套管(50)。
13.一种用于机动车的注射泵，包括根据前述权利要求1至12中任一项所述的机械***(1)。
14.一种用于机动车的阀致动器，包括根据前述权利要求1至12中任一项所述的机械***(1)。
15.一种用于制造根据权利要求1至12中任一项所述的机械***(1)的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
a)在所述销(30)和/或所述辊(40)中形成至少一个凹部(38；48；38、48；138；38a、38b、38c；48a、48b、48c)；
b)采用预定量的润滑剂填充所述凹部(38；48；38、48；138；38a、38b、38c；48a、48b、48c)；以及
c)将所述销(30)和所述辊(40)连同所述支撑元件(10)安装在一起。
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