具有在中心的弹簧力的泵的制作方法
【专利摘要】提供一种泵，其包括被复位弹簧偏压为与凸轮轴接触的挺杆。所述泵包括被机械地置于复位弹簧和挺杆之间的扭矩传递减小界面。扭矩传递减小界面被配置为防止通过压缩和伸展复位弹簧所产生的弹性卷起被传递到挺杆，以防止扭矩导致挺杆相对于凸轮轴围绕垂直于凸轮轴的旋转轴线延伸的轴线旋转。
【专利说明】具有在中心的弹簧力的泵
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及流体泵送装置，并且更具体地涉及一种包括保持滚子和挺杆(roller and tappet)组件之间的接触的复位弹簧的流体泵送装置,该滚子和挺杆组件跟随(follow)凸轮轴以相对于泵筒(pumping barrel)驱动活塞,从而泵送流体。
【背景技术】
[0002]共轨泵用于为发动机泵送流体尤其是燃料。泵包括具有滚子挺杆的凸轮轴。滚子挺杆被保持为靠着凸轮轴的凸角(lobe)，以将凸轮轴的转动运动转化为直线运动，以便相对于泵筒升高(lift)泵送活塞。活塞在泵筒中的循环移动使流体加压以泵送流体。
[0003]复位弹簧用于朝向凸轮轴偏压滚子挺杆。当凸轮轴旋转到凸轮轴的凸角具有小的半径的位置时，复位弹簧将滚子挺杆推回相对于凸轮轴的开始(start)位置，为凸轮轴的下一次旋转和泵送运动做准备。
[0004]在一些泵中，复位弹簧是螺旋弹簧(coil spring)，其围绕活塞且在泵筒和挺杆之间延伸。遗憾地是，当螺旋弹簧在往复泵送动作期间被压缩和伸展时，螺旋弹簧的端部试图小幅旋转，这被称作弹性卷起(wind up)。在许多应用中，这不是问题或者弹簧端部将利用有限的动摩擦力在配合(mate)表面上滑动。然而，如果弹簧的端部不能适当地在配合表面上滑动，则扭矩施加(impart)在螺旋弹簧的端部所压靠的表面上。这使泵送环境存在问题。
[0005]在泵中，但螺旋弹簧因弹性卷起而试图旋转时，由此产生的扭矩被传递(transfer)到滚子挺杆，导致滚子挺杆围绕泵送轴线(活塞沿其往复移动)旋转。这导致滚子移位(shift)，以便滚子的旋转轴线不再平行于凸轮轴的旋转轴线。在轴线互相成角度的情况下，滚子将不能在凸轮轴上在正确路径(true path)上行进(run)。这导致滚子在挺杆内沿旋转轴线轴向运动。滚子的轴向运动导致滚子的轴向端面沿轴向摩擦(rub)形成在挺杆中的端止动件(end stop ),产生不期望的磨损。
[0006]本发明涉及对现有技术的改进，这种改进基本消除或减小弹性卷起产生的扭矩传递到挺杆。
【发明内容】
[0007]本发明的实施例防止螺旋弹簧的弹性卷起向泵送组件的挺杆施加扭矩，该扭矩可导致挺杆与对应的旋转凸轮不对齐。
[0008]在一个具体实施例中，提供一种包括挺杆、滚子、泵筒、活塞、复位弹簧和扭矩传递减小界面的泵。滚子被挺杆可旋转地承载。泵筒限定泵送腔。活塞被可滑动地承载在泵送腔中，以用于沿泵送轴线运动。活塞可操作地联接到挺杆，以用于沿泵送轴线与挺杆基本协同地运动。复位弹簧可操作地位于泵筒和挺杆之间以轴向地偏压挺杆使其远离泵筒。所述复位弹簧的轴向偏压力不通过活塞机械地传递到挺杆。复位弹簧是大体管状，其具有限定相对于泵送轴线的最小径向尺寸的径向内周。扭矩传递减小界面至少部分地由第一和第二轴向抵接表面提供，当复位弹簧处于压缩状态时，第一和第二表面在其间限定接触区。所述扭矩传递减小界面机械地置于复位弹簧和挺杆之间，以便复位弹簧产生的压缩力通过扭矩传递减小界面到达挺杆。在第一和第二表面之间的接触区具有小于复位弹簧的最小径向尺寸的相对于泵送轴线的最大径向尺寸。
[0009]在一个实施例中，所述扭矩传递减小界面被机械地置于复位弹簧和挺杆之间，以便沿泵送轴线偏压挺杆使其远离泵筒的轴向压缩力从复位弹簧通过扭矩传递减小界面被可操作地传递到挺杆。
[0010]在一个实施例中，所述第一表面和第二表面中的至少一个是凸面。在一个更具体的实施例中，所述第一表面和所述第二表面中的凸面是大体球状弯曲的。
[0011]在一个实施例中，所述扭矩传递减小界面的接触区被配置为当最大扭矩产生在扭矩传递减小界面的复位弹簧侧上时，允许所述第一表面和第二表面之间围绕基本平行于泵送轴线的旋转轴线在角度方面滑动。所述最大扭矩是在扭矩传递减小界面不存在的情况下大到足以使挺杆相对于泵筒进行角旋转的扭矩。。
[0012]另一个实施例包括与复位弹簧的远端轴向接合的弹簧板，所述复位弹簧的远端相对于挺杆围绕泵送轴线自由旋转。实施例还包括提供扭矩传递减小界面的第一表面和第二表面中的一个的加载按钮。所述加载按钮机械地置于弹簧板和挺杆之间，以便当复位弹簧处于压缩状态时复位弹簧施加到弹簧板上的轴向压缩力通过加载按钮基本完全地被可操作地传递到挺杆。
[0013]在一个更具体的实施例中，所述加载按钮围绕泵送轴线相对于挺杆自由地进行角旋转。
[0014]在一个更具体的实施例中，所述复位弹簧和弹簧板不直接沿轴向压靠挺杆。这有助于减小挺杆与复位弹簧或弹簧板之间的扭矩传递。
[0015]在一个实施例中，所述活塞具有活塞头，并且弹簧板包括围绕活塞接纳口的活塞头抵接凸缘。活塞沿轴向延伸经过活塞接纳口并且活塞头被轴向地置于和约束在活塞头抵接凸缘和加载按钮之间。
[0016]在一个更具体的实施例中，所述弹簧板包括:径向向外延伸的弹簧抵接凸缘，其具有面对泵筒的上表面，复位弹簧的远端偏压抵靠该上表面；第一下表面，其由活塞头抵接凸缘提供并沿轴向背离泵筒，活塞头抵靠第一下表面；以及第二下表面，其沿轴向背离泵筒，并与所述第一下表面和所述上表面沿轴向隔开并位于所述第一下表面和所述上表面之间，所述第二下表面沿轴向与加载按钮接合。
[0017]在一个实施例中，所述弹簧板被轴向地固定到挺杆，并且所述复位弹簧是螺旋弹簧。
[0018]一个实施例进一步包括沿轴向形成在加载按钮和活塞头抵接凸缘之间的活塞头腔，活塞头被容纳在活塞头腔中。所述活塞头腔具有轴向尺寸，所述轴向尺寸被配置为使活塞头沿轴向在活塞头抵接凸缘和加载按钮之间进行受限的轴向运动。当复位弹簧被压缩时，活塞头将偏压抵靠加载按钮，并且当复位弹簧伸展(即延长)时，活塞头将与活塞头抵接凸缘接合。这将防止活塞头被夹紧，尤其是沿轴向被夹紧。夹紧活塞头能不期望地阻止活塞相对于泵送轴线的旋转运动以及在系统中存在微小的不对齐的情况下产生活塞筒内的活塞可能被束缚的问题。此外，降低了由于挺杆的小侧向移动而沿不希望的侧向/径向方向加载活塞的可能性。[0019]在一个实施例中，所述活塞头具有沿轴向背离泵筒的轴向端表面。在复位弹簧被压缩的情况下当挺杆朝向泵筒行进时所述活塞头的轴向端表面沿轴向偏压抵靠加载按钮的上表面。优选地，活塞头的轴向端表面和加载按钮的上表面中的至少一个是凸面。凸面形状有助于使复位弹簧的加载处于中心。
[0020]在一个实施例中，所述接触区的最大半径尺寸小于复位弹簧的最小半径尺寸的25%。
[0021]在一个实施例中，所述加载按钮直接抵接挺杆的沿轴向面对着泵筒的抵接表面。扭矩传递减小界面沿轴向定位成相比复位弹簧的远端更靠近泵筒。挺杆的抵接表面被形成为轴向延伸的凸出部分的远端。弹簧板的至少一部分围绕所述轴向延伸的凸出部分的至少一部分。
[0022]泵的另一个实施例包括挺杆、滚子、泵筒、活塞、复位弹簧、弹簧板、加载按钮和扭矩传递减小界面。滚子被挺杆可旋转地承载。泵筒限定泵送腔。活塞被可滑动地承载在泵送腔中，以用于沿泵送轴线运动。所述活塞可操作地联接到挺杆，以用于沿泵送轴线与挺杆基本协同地运动。所述活塞具有活塞头。
[0023]复位弹簧可操作地位于泵筒和挺杆之间以轴向地偏压挺杆使其远离泵筒。所述复位弹簧的轴向偏压力不通过活塞机械地传递到挺杆。复位弹簧是大体管状，所述复位弹簧具有限定相对于泵送轴线的最小径向尺寸的径向内周。
[0024]弹簧板与复位弹簧的远端沿轴向可操作地接合。活塞延伸经过弹簧板中的活塞孔口，并且活塞头沿轴向置于挺杆和弹簧板之间。活塞头大于活塞孔口。弹簧板被机械地可操作地固定到挺杆，以用于沿泵送轴线在循环相反的方向上与挺杆基本协同地轴向运动。
[0025]加载按钮被轴向地置于挺杆和活塞头之间。所述加载按钮机械地置于弹簧板和挺杆之间，以便当复位弹簧处于压缩状态时复位弹簧施加到弹簧板上的可被操作地传递到挺杆的轴向压缩力通过加载按钮基本完全地被可操作地传递到挺杆。
[0026]扭矩传递减小界面至少部分地由第一表面和第二表面提供，当复位弹簧处于压缩状态时，所述第一表面和第二表面轴向地抵接并限定在其间的接触区。所述扭矩传递减小界面机械地置于复位弹簧和挺杆之间。在第一和第二表面之间的接触区具有小于复位弹簧的最小径向尺寸的相对于泵送轴线的最大径向尺寸。加载按钮提供扭矩传递减小界面的第一表面和第二表面中的一个。
[0027]在一个实施例中，所述弹簧板包括围绕活塞孔口的活塞头抵接凸缘。活塞孔口的尺寸可形成为使得活塞不由弹簧板或挺杆紧贴地定位/径向夹紧。活塞头被轴向地置于和约束在活塞头抵接凸缘和加载按钮之间。活塞头腔沿轴向形成在加载按钮和活塞头抵接凸缘之间，活塞头被容纳在活塞头腔中。所述活塞头腔的轴向尺寸稍微大于活塞头的轴向尺寸，以便活塞头腔具有被配置为提供活塞头沿轴向在活塞头抵接凸缘和加载按钮之间进行受限的轴向运动。此尺寸防止轴向夹紧活塞头。所述活塞头具有沿轴向背离泵筒的轴向端表面。在复位弹簧被压缩的情况下当挺杆朝向泵筒行进时所述活塞头的轴向端表面沿轴向偏压抵靠加载按钮的上表面。活塞头的轴向端表面和加载按钮的上表面中的至少一个是凸面。当挺杆背离泵筒沿泵送轴线行进时，活塞头沿轴向偏压抵靠活塞头抵接凸缘。通过防止轴向或径向夹紧/紧贴地定位活塞，尤其是活塞头，降低了由于挺杆的小侧向移动而沿不希望的侧向/径向方向加载活塞的可能性。[0028]在另一个实施例中，提供一种包括旋转凸轮轴、挺杆、滚子、泵筒、活塞、复位弹簧、弹簧板和扭矩传递减小界面的泵。
[0029]旋转凸轮轴被配置为围绕凸轮轴旋转轴线旋转，所述旋转凸轮轴包括至少一个凸轮凸角。
[0030]滚子被挺杆承载以便旋转并跟随凸轮凸角。挺杆和滚子将凸轮轴围绕凸轮轴旋转轴线的旋转运动转化为挺杆沿泵送轴线的直线位移。
[0031]泵筒限定泵送腔。活塞被可滑动地承载在泵送腔中，以用于因凸轮轴的旋转而沿泵送轴线运动。所述活塞可操作地联接到挺杆，以用于沿泵送轴线与挺杆基本协同地运动。
[0032]复位弹簧可操作地位于泵筒和挺杆之间以轴向地偏压挺杆使其远离泵筒。所述复位弹簧的轴向偏压力不通过活塞机械地传递到挺杆。
[0033]扭矩传递减小界面至少部分地由第一表面和第二表面提供，当复位弹簧处于压缩状态时，所述第一表面和第二表面轴向地抵接并限定在其间的接触区。所述扭矩传递减小界面机械地置于复位弹簧和挺杆之间。扭矩传递减小界面的接触区被配置为当最小扭矩出现在扭矩传递减小界面的复位弹簧侧上时，允许所述第一表面和第二表面之间围绕基本平行于泵送轴线的旋转轴线在角度方面滑动，而不是将最小扭矩传递到挺杆以使挺杆围绕基本平行于泵送轴线的轴线相对于凸轮轴旋转。
[0034]在一个更具体的实施例中，所述复位弹簧是大体管状，所述复位弹簧具有限定相对于泵送轴线的最小径向尺寸的径向内周，并且在所述第一表面和第二表面之间的接触区具有小于复位弹簧的最小径向尺寸的相对于泵送轴线的最大径向尺寸。
[0035]在一个实施例中，所述最小扭矩是至少大到足以使挺杆相对于凸轮轴围绕大体垂直于凸轮轴的旋转轴线的轴线进行角旋转的扭矩。
[0036]在一个实施例中，所述扭矩传递减小界面被机械地置于复位弹簧和挺杆之间，以便沿泵送轴线偏压挺杆使其远离泵筒并朝向凸轮轴的轴向压缩力从复位弹簧通过扭矩传递减小界面被可操作地传递到挺杆。
[0037]在一个实施例中，所述第一表面和第二表面中的至少一个是凸面。
[0038]在一个实施例中，所述第一表面和所述第二表面中的凸面是大体球状弯曲的。
[0039]在一个实施例中，弹簧板与复位弹簧的远端轴向接合。此外，加载按钮提供扭矩传递减小界面的第一表面和第二表面中的一个。所述加载按钮机械地置于弹簧板和挺杆之间，以便当复位弹簧处于压缩状态时复位弹簧施加到弹簧板上的被可操作地传递到挺杆的轴向压缩力通过加载按钮基本完全地被可操作地传递到挺杆。
[0040]当结合附图时，根据下面的详细说明，本发明的其他特征、目的和优点将变得更显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]包括在说明书中并形成说明书的一部分的附图图示了本发明的若干方面，与描述一起用于解释本发明的原理。在附图中:
[0042]图1是根据本发明的实施例的泵送装置的部分剖视图；以及
[0043]图2是图1的泵的扭矩传递减小界面(interface)的放大的部分剖视图。
[0044]尽管将相对于特定优选实施例描述本发明，但是不期望将本发明限制于那些实施例。相反，本发明意在涵盖包括在如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的所有替代方案、修改和等同物。
【具体实施方式】
[0045]图1是根据本发明的实施例的泵100的简化的部分剖视图。泵100用于通过使流体加压来泵送流体。泵100包括入口 102和出口 104。通过入口 102进入的流体被加压，然后被从出口 104泵送出。
[0046]为了执行泵送操作，泵包括围绕凸轮轴轴线108旋转以驱动活塞110沿泵送轴线112往复运动的凸轮轴106。活塞110的往复运动导致流体被加压并通过泵100被泵送。
[0047]泵100包括滚子挺杆装置114，滚子挺杆装置114与凸轮轴106的可变半径凸角116协同以将凸轮轴106的旋转运动转化为泵送动作所需的直线运动。
[0048]滚子挺杆装置114通常包括可旋转地承载(carry)滚子120的挺杆118。滚子120被固定在滚子销(roller pin) 122上，用于围绕销轴线124相对于挺杆118旋转。销轴线124在正常操作期间基本完全平行于凸轮轴轴线108。因此，由于滚子120与凸轮轴106的相互作用，平行于轴线124、108的横向力不施加在滚子120上。因此，滚子120的轴向端面不会被偏压到支撑滚子销122的挺杆118的轴向止动件126中。
[0049]活塞110被可滑动地承载在形成在泵100的泵筒130中的泵送腔128中。泵送腔128与入口 102和出口 104流体连通，以便活塞110在泵送腔128内的轴向运动可操作地导致流体被加压并从出口 104被泵送出。
[0050]活塞110可操作地联接到挺杆118，以便沿泵送轴线112与挺杆118基本协同地运动。因此，当凸轮轴106旋转并迫使挺杆118沿泵送轴线112朝向泵筒130轴向运动时，活塞110与挺杆118 —起沿基本相同的方向行进(travel)基本相同量的位移。
[0051]复位弹簧132 (在此也被称作“螺旋弹簧132”)可操作地位于泵筒130和挺杆118之间以轴向偏压挺杆118使其远离泵筒130。复位弹簧132被压缩时产生的偏压力用于使挺杆118向相对于凸轮轴106的开始位置返回。凸轮轴106的开始位置是凸角116具有其最小半径的位置。换言之，复位弹簧132迫使挺杆118向凸轮轴106运动，以保持滚子120的外表面和凸角116的外表面之间的径向抵接接触。
[0052]优选地，活塞110与挺杆118的可操作联接使得复位弹簧132的轴向偏压力不会通过活塞Iio机械地传递到挺杆118。换言之，压缩弹簧132被压缩时产生的迫使挺杆118远离泵筒130的轴向偏压力在它们被传递到挺杆118以保持滚子120与凸轮轴106接触时不通过活塞110转移。
[0053]所示实施例中的复位弹簧132是大体管状螺旋弹簧。管状螺旋弹簧大体在泵送轴线112上定中心。
[0054]如在【背景技术】部分指明的，当螺旋弹簧(诸如在本发明中使用的螺旋弹簧)压缩和伸展时，螺旋的端部想要延伸或缩短。弹簧的这种运动可以向弹簧所作用的表面施加扭矩。因此，如果此力被施加到挺杆118就可能是不利的，因为此力能在挺杆118内围绕大体平行于泵送轴线112的轴线产生扭矩。这种扭矩能导致挺杆118相对于凸轮轴106围绕泵送轴线112或平行于泵送轴线112的轴线发生角旋转，以便销轴线124和凸轮轴轴线108不再彼此基本平行。此外，此布置能导致滚子120受到沿销轴线124方向的轴向力，以便滚子120的端面轴向地受迫进入轴向止动件126，导致滚子120的端面形成相当大的摩擦和磨损。
[0055]图1所示的实施例的泵100包括扭矩传递减小界面134，其显著降低由于螺旋弹簧的此特征(上文指明为弹性卷起)而产生的扭矩被传递到挺杆118的能力。扭矩传递减小界面134被配置为允许螺旋弹簧132和挺杆118之间由弹性卷起导致的可操作的相对移动。因此，产生的任何扭矩都不会导使得销轴线124不再与凸轮轴轴线108平行的挺杆118旋转。
[0056]通过加载按钮138的下表面136和挺杆118的一部分的上表面140至少部分地提供所示实施例的扭矩传递减小界面134。当复位弹簧132处于压缩状态时，这些表面136、140轴向抵接，在其间限定接触区142。此扭矩传递减小界面134可操作地机械置于复位弹簧132和挺杆118之间。因此，复位弹簧132的轴向压缩力可操作地沿轴向从复位弹簧132通过此接触区(大体由箭头142示出)传递到挺杆118。
[0057]该扭矩传递减小界面134的使用改变了由于复位弹簧132的弹性卷起而产生的力相对于挺杆118被处理的模式。首先，由于弹性卷起而施加到挺杆118的任何扭矩以相比于复位弹簧132的远端148直接作用在挺杆118的表面上显著减小的半径被传递到挺杆118。一些现有技术的实施例采用弹簧板，该弹簧板置于线圈弹簧和接合活塞头部的挺杆之间(例如见弹簧板144，其不是现有技术的弹簧板但示出了相互作用)。然而，在现有技术的实施例中，被复位弹簧的端部偏压的径向向外延伸的弹簧抵接凸缘(例如见本实施例的凸缘146，凸缘146与现有技术的构造不同)将直接轴向地压靠挺杆(与本实施例的凸缘146不同，本实施例的凸缘146与挺杆沿轴向隔开)。在这种配置中，弹性卷起将通过弹簧板以一半径作用在挺杆上，该半径大体等于复位弹簧直接作用在挺杆上的半径。
[0058]另一种现有技术设计是按压弹簧板，弹簧板按压活塞头并将活塞头按压成与挺杆直接接触。因此，在此布置中，活塞头沿轴向被夹紧抵靠挺杆。活塞相对于挺杆的这种夹紧能导致由于挺杆的小侧向运动而沿不希望的侧向/径向方向不期望地加载活塞。
[0059]此外，扭矩传递减小界面134，尤其是其接触区142，被配置为减小了扭矩通过其能被传递到挺杆118的表面积。通过减小接触区142相对于泵送轴线112的尺寸和最大半径，扭矩传递减小界面134开始近似于点接触。因此，通过很小的扭矩克服两个表面136、140之间的旋转摩擦接合。因此，当扭矩由复位弹簧132的弹性卷起所导致的力产生时，允许两个表面136、140沿泵送轴线112相对于彼此进行角旋转，而不是导致扭矩传递到挺杆118。
[0060]此外，两个表面136、140之间的接触区142，尤其是其半径，优选转变为零半径或接近零半径。因此，所产生且正常作用于表面136、140的旋转摩擦力通过基本为零的扭矩臂起作用。这显著减小了传递到挺杆118的扭矩量，因为扭矩与被施加的摩擦力的扭矩臂成正比。
[0061]另外参照图2，图2是扭矩传递减小界面134的放大图，加载按钮138的下表面136是大体球状弯曲的。形成扭矩传递减小界面134的另一部分的挺杆118的上表面140是大体平面的。因此，这两个表面136、140之间的接触区142在它们轴向抵接时近似点接触。然而，由于一些变形，接触区142稍微大于点接触。如上所述，这导致接触区142的半径接近零。下表面136的球状弯曲表面轮廓还确保了中心加载。
[0062]尽管下表面136被示出为是球状弯曲的，但是在替代实施例中上表面140能额外地或替代性地是球状弯曲表面。此外，替代实施例可使用除了球状弯曲表面之外的表面。例如，表面能是大体圆锥形或仅圆锥顶端的小部分被去除的截锥形。同样，目标是减小接触区，尤其是接触区的最大半径的大小。
[0063]如上所述，扭矩传递减小界面134显著减小了扭矩臂，由于弹性卷起而产生的任何力通过扭矩臂传递到挺杆118。例如，在螺旋弹簧直接偏压抵靠挺杆的现有技术设计中，扭矩臂至少与螺旋弹簧132相对于泵送轴线112的内半径Rl —样大，内半径Rl也被称作螺旋弹簧内周的最小径向尺寸。类似地，在具有直接压缩挺杆的径向向外延伸的弹簧抵接凸缘的实施例中，扭矩臂至少与径向向外延伸的弹簧抵接凸缘(其相对于其泵送轴线沿轴向与挺杆抵接)的一部分的内半径一样大。但是，利用扭矩传递减小界面134的新扭矩臂至多为接触区142的最大半径的大小。此最大半径大小明显小于复位弹簧132的最小半径大小Rl并如上所述地接近零。
[0064]加载按钮138和挺杆118之间的界面使得加载按钮围绕泵送轴线112相对于挺杆118自由地角旋转。换言之，两个部件之间的旋转的唯一阻力是其间产生的摩擦力。
[0065]扭矩传递减小界面134的接触区142被配置为当扭矩传递减小界面的复位弹簧侧所产生的扭矩最大时，允许两个表面围绕泵送轴线112在角度方面滑动。最大扭矩是在扭矩传递减小界面134不存在的情况下大到足以使挺杆118相对于泵筒130进行角旋转的扭矩。换言之，最大扭矩是足以使挺杆118克服凸轮轴106和挺杆装置114之间的内力，从而使挺杆118相对于凸轮轴106旋转的扭矩。
[0066]在一个实施例中，接触区142的最大尺寸小于最小半径Rl的75%，更优选是50%，更优选是25%。
[0067]弹簧板144被机械地置于复位弹簧132和挺杆118之间。弹簧板144机械地作用在加载按钮138上，以将复位弹簧132的轴向压缩力传递到加载按钮138，然后能经由扭矩传递减小界面134被传递到挺杆118。
[0068]弹簧板144包括环形的径向向外延伸的弹簧抵接凸缘146，径向向外延伸的弹簧抵接凸缘146被复位弹簧132的远端148轴向接合。复位弹簧132作用在径向向外延伸的弹簧抵接凸缘146的沿轴向面对泵筒130的上表面150上。
[0069]弹簧板144进一步包括环形的活塞头抵接凸缘152，活塞头抵接凸缘152包括与活塞Iio的活塞头158的上表面156轴向抵接的下表面154。弹簧板144限定活塞接纳口160，活塞140延伸经过活塞接纳口 160。活塞接纳口 160被活塞头抵接凸缘152径向界定。活塞头158的大小形成为大于活塞接纳口 160，以便活塞头158不能经过活塞接纳口 160。因此，当螺旋弹簧沿轴向偏压弹簧板144远离泵筒130从而使其远离泵筒130行进时，活塞110与弹簧板144的轴向运动协同地沿泵送轴线112行进。优选地，活塞孔口 160的尺寸形成为防止在其中将活塞110紧贴地径向定位。
[0070]弹簧板144包括台阶式区域164，台阶式区域164限定轴向抵接加载按钮138的上表面168的另外的环形下表面166。弹簧板144和加载按钮138之间的此轴向抵接允许复位弹簧132的轴向力通过弹簧板144传递到加载按钮138。然后，力从加载按钮可操作地传递到挺杆118。类似地，由于凸轮轴106及其相应的凸角116的旋转由挺杆118的位移所产生的轴向力从挺杆118传递到加载按钮138，随后传递到弹簧板144，以压缩复位弹簧132。
[0071]台阶式区域164，尤其是其下表面166，沿轴向背离泵筒。在所示实施例中，与加载按钮138接合的下表面166沿轴向置于在径向向外延伸的弹簧抵接凸缘146和径向向内延伸的活塞头抵接凸缘152之间。此凹进式结构允许较长的复位弹簧132，同时仍为加载按钮138提供空间。
[0072]活塞头158被轴向固定在活塞头腔170中，活塞头腔170沿轴向形成在加载按钮138和活塞头抵接凸缘152之间。优选地，活塞头腔具有相对于泵送轴线112的轴向尺寸，该轴向尺寸被配置为使活塞头158沿轴向在活塞头抵接凸缘152和加载按钮138之间进行有限的轴向运动。
[0073]由于弹簧板144相对于加载按钮138和挺杆118的特定布置，用于偏压挺杆118使其远离泵筒130的轴向压缩力没有通过活塞110可操作地传递到挺杆。鉴于以下事实这是尤其正确的，即，活塞头158的轴向尺寸小于活塞头腔170的轴向尺寸，以允许在加载按钮138和活塞头抵接凸缘152之间进行有限的轴向位移。
[0074]当凸轮轴106使挺杆装置114向上驱动活塞110并引起泵送动作时，传递到活塞110的力通过加载按钮138传递。在优选实施例中，活塞头158的下表面174是球状弯曲的，且加载按钮138的上表面168是大体平面的。同样，这种关系在两个接触表面168、174之间提供大体点接触。当挺杆118朝向泵筒行进时，此布置允许使活塞110中心加载。应该注意，这些球状弯曲表面174和136是凸表面。此配置允许与配合表面点接触。
[0075]除了摩擦力，弹簧板144、活塞110、挺杆118和加载按钮138相对于泵送轴线112或与泵送轴线112平行的轴线在整个360°范围内自由地相对于彼此旋转。因此，除了摩擦，没有机械结构将扭矩从弹簧板144传递到挺杆118或限制弹簧板和挺杆之间的相对角运动。
[0076]在所示实施例中，挺杆118的上表面140形成在挺杆118的轴向延伸的凸出部分178上，加载按钮138轴向抵接上表面140。径向向外延伸的弹簧抵接凸缘146径向向外地与轴向延伸的凸出部分(landportion)178的一部分隔开并包围该部分。因此，扭矩传递减小界面轴向地置于复位弹簧132的远端148和泵筒130之间。
[0077]弹簧板144通过定位环180被轴向地固定到挺杆118，定位环180被径向地插入挺杆118的凸出部分178和弹簧板144的径向定向的环形槽中。此配置使弹簧板144以与挺杆118的轴向运动基本协同地运动。但是，此配置使得在挺杆118和复位弹簧132之间基本没有被传递轴向力被传递经过定位环180，即使在挺杆118和复位弹簧132之间有被传递的轴向力也不被传递经过定位环180。定位环180主要通过将弹簧板144固定到挺杆118并由此将挺杆118、加载按钮138、弹簧板144和活塞110固定为互连单元来辅助系统的组装。定位环180也松弛地配合在凸出部分178和弹簧板144的槽中，以便角扭矩不通过定位环180传递。
[0078]在所示实施例中，弹簧板144和复位弹簧132都不直接轴向压靠挺杆118。此配置通过扭矩传递减小界面134引导施加到挺杆118上的复位弹簧132的轴向压缩力，而不是直接从复位弹簧132或环形的径向向外延伸的弹簧抵接凸缘146引导所述轴向压缩力。
[0079]所有参考材料，包括公开物、专利申请和本文引用的专利，通过引用合并于此，弓丨用程度为每个参考材料通过引用被单独和具体地合并且其全部内容都被陈述。
[0080]在描述本发明时(尤其是描述以下权利要求时)，表示英语冠词的术语“一”和类似项被解释为包括单数和复数，除非本文中另有说明或显然与上下文矛盾。术语“包括”、“具有”和“含有”被解释为开放式术语(即，表示“包括但不限于”)，除非另有注释。本文列举的数值范围仅意在用作单独涉及落在范围内的每个单独数值的简略方法，除非本文另有说明，并且每个单独数值合并在说明书中，如同其被单独地列举在本文中。能以任何合适的顺序执行本文描述的所有方法，除非本文中另有说明或显然与上下文矛盾。本文提供的对任何和所有实例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅意在更好地阐明本发明并不限制本发明的范围，除非另有声明。说明书中的任何语言都不应该被解释为指示任何未主张的元件是实践本发明所必需的。
[0081]在这里描述了本发明的优选实施例，包括发明人已知的实施本发明的最佳方式。通过阅读以上描述，那些优选实施例的变型对本领域技术人员来说的显而易见的。发明人希望技术人员能适当地采用这类变型，并且发明人期望以不同于在这里详述的其他方式实践本发明。因此，本发明包括所附权利要求中记载的主题的所有改变和等同物，如适用法律所允许的。此外，本发明包含上述元件(以其所有可能的变型形式)的任何组合，除非在这里另有说明或显然与上下文矛盾。
【权利要求】
1.一种泵，包括: 挺杆； 被挺杆能旋转地承载的滚子； 限定泵送腔的泵筒； 活塞，其被可滑动地承载在泵送腔中，以用于沿泵送轴线运动，所述活塞可操作地联接到挺杆，以用于沿泵送轴线与挺杆基本协同地运动； 复位弹簧，其可操作地位于泵筒和挺杆之间以轴向地偏压挺杆使其远离泵筒，所述复位弹簧的轴向偏压力不通过活塞机械地传递到挺杆，复位弹簧是大体管状，所述复位弹簧具有限定相对于泵送轴线的最小径向尺寸的径向内周；以及 扭矩传递减小界面，其至少部分地由第一表面和第二表面提供，当复位弹簧处于压缩状态时，所述第一表面和第二表面轴向地抵接并限定在其间的接触区，所述扭矩传递减小界面机械地置于复位弹簧和挺杆之间，在所述第一表面和第二表面之间的接触区具有小于复位弹簧的最小径向尺寸的相对于泵送轴线的最大径向尺寸。
2.根据权利要求1所述的泵，其中，所述扭矩传递减小界面被机械地置于复位弹簧和挺杆之间，以便沿泵送轴线偏压挺杆使其远离泵筒的轴向压缩力从复位弹簧通过扭矩传递减小界面被可操作地传递到挺杆。
3.根据权利要求1所述的泵，其中，所述第一表面和第二表面中的至少一个是凸面。
4.根据权利要求3所述的泵，其中，所述第一表面和所述第二表面中的凸面是大体球状弯曲的。
5.根据 权利要求1所述的泵，其中，所述扭矩传递减小界面的接触区被配置为当最大扭矩产生在扭矩传递减小界面的复位弹簧侧上时，允许所述第一表面和第二表面之间围绕基本平行于泵送轴线的旋转轴线在角度方面滑动，所述最大扭矩是在扭矩传递减小界面不存在的情况下大到足以使挺杆相对于泵筒进行角旋转的扭矩。
6.根据权利要求1所述的泵，进一步包括: 弹簧板，其与复位弹簧的远端轴向接合，所述复位弹簧的远端相对于挺杆围绕泵送轴线自由旋转； 加载按钮，其提供扭矩传递减小界面的第一表面和第二表面中的一个，所述加载按钮机械地置于弹簧板和挺杆之间，以便当复位弹簧处于压缩状态时复位弹簧施加到弹簧板上的轴向压缩力通过加载按钮基本完全地被可操作地传递到挺杆。
7.根据权利要求6所述的泵，其中，所述加载按钮围绕泵送轴线相对于挺杆自由地进行角旋转。
8.根据权利要求6所述的泵，其中，所述复位弹簧和弹簧板不直接沿轴向压靠挺杆。
9.根据权利要求6所述的泵，其中，所述活塞具有活塞头，并且所述弹簧板包括围绕活塞接纳口的活塞头抵接凸缘，活塞沿轴向延伸经过活塞接纳口并且活塞头被轴向地置于和约束在活塞头抵接凸缘和加载按钮之间。
10.根据权利要求9所述的泵，其中，所述弹簧板包括: 径向向外延伸的弹簧抵接凸缘，其具有面对泵筒的上表面，复位弹簧的远端偏压抵靠该上表面； 第一下表面，其由活塞头抵接凸缘提供并沿轴向背离泵筒，活塞头抵靠第一下表面；以及第二下表面，其沿轴向背离泵筒，并与所述第一下表面和所述上表面沿轴向隔开并位于所述第一下表面和所述上表面之间，所述第二下表面沿轴向与加载按钮接合。
11.根据权利要求10所述的泵，其中，所述弹簧板被轴向地固定到挺杆，并且所述复位弹簧是螺旋弹簧。
12.根据权利要求10所述的泵，进一步包括沿轴向形成在加载按钮和活塞头抵接凸缘之间的活塞头腔，活塞头被容纳在活塞头腔中，所述活塞头腔具有轴向尺寸，所述轴向尺寸被配置为使活塞头沿轴向在活塞头抵接凸缘和加载按钮之间进行受限的轴向运动。
13.根据权利要求12所述的泵，其中，所述活塞头具有沿轴向背离泵筒的轴向端表面，在复位弹簧被压缩的情况下当挺杆朝向泵筒行进时所述活塞头的轴向端表面沿轴向偏压抵靠加载按钮的上表面，活塞头的轴向端表面和加载按钮的上表面中的至少一个是凸面。
14.根据权利要求1所述的泵，其中，所述接触区的最大半径尺寸小于复位弹簧的最小半径尺寸的25%。
15.根据权利要求6所述的泵，其中，所述加载按钮直接抵接挺杆的沿轴向面对泵筒的抵接表面，扭矩传递减小界面沿轴向定位成相比复位弹簧的远端更靠近泵筒，挺杆的抵接表面被形成为轴向延伸的凸出部分的远端，弹簧板的至少一部分围绕所述轴向延伸的凸出部分的至少一部分。
16.—种泵,包括: 挺杆； 被挺杆可旋转地承载的滚子； 限定泵送腔的泵筒；· 活塞，其被可滑动地承载在泵送腔中，以用于沿泵送轴线运动，所述活塞可操作地联接到挺杆，以用于沿泵送轴线与挺杆基本协同地运动，所述活塞具有活塞头； 复位弹簧，其可操作地位于泵筒和挺杆之间以轴向地偏压挺杆使其远离泵筒，所述复位弹簧的轴向偏压力不通过活塞机械地传递到挺杆，复位弹簧是大体管状，所述复位弹簧具有限定相对于泵送轴线的最小径向尺寸的径向内周；以及 弹簧板，其与复位弹簧的远端轴向接合，活塞延伸经过弹簧板中的活塞孔口，并且活塞头沿轴向置于挺杆和弹簧板之间，活塞头大于活塞孔口，弹簧板被机械地固定到挺杆以便沿泵送轴线在相反的方向上与挺杆基本协同地进行轴向运动； 加载按钮，其被轴向地置于挺杆和活塞头之间，所述加载按钮机械地置于弹簧板和挺杆之间，以便当复位弹簧处于压缩状态时复位弹簧施加到弹簧板上的轴向压缩力通过加载按钮基本完全地被可操作地传递到挺杆；以及 扭矩传递减小界面，其至少部分地由第一表面和第二表面提供，当复位弹簧处于压缩状态时，所述第一表面和第二表面轴向地抵接并限定在其间的接触区，所述扭矩传递减小界面机械地置于复位弹簧和挺杆之间，在所述第一表面和第二表面之间的接触区具有小于复位弹簧的最小径向尺寸的相对于泵送轴线的最大径向尺寸，加载按钮提供扭矩传递减小界面的第一表面和第二表面中的一个。
17.根据权利要求16所述的泵，其中，所述弹簧板包括围绕活塞孔口的活塞头抵接凸缘，活塞头被轴向地置于和约束在活塞头抵接凸缘和加载按钮之间；并且 活塞头腔沿轴向形成在加载按钮和活塞头抵接凸缘之间，活塞头被容纳在活塞头腔中，所述活塞头腔具有轴向尺寸，所述轴向尺寸被配置为使活塞头沿轴向在活塞头抵接凸缘和加载按钮之间进行受限的轴向运动；并且 其中，所述活塞头具有沿轴向背离泵筒的轴向端表面，在复位弹簧被压缩的情况下当挺杆朝向泵筒行进时所述活塞头的轴向端表面沿轴向偏压抵靠加载按钮的上表面，活塞头的轴向端表面和加载按钮的上表面中的至少一个是凸面；并且 其中，当挺杆背离泵筒沿泵送轴线行进时，活塞头沿轴向偏压抵靠活塞头抵接凸缘。
18.—种泵,包括: 旋转凸轮轴，其被配置为围绕凸轮轴旋转轴线旋转，所述旋转凸轮轴包括至少一个凸轮凸角； 挺杆， 滚子，其被挺杆承载以便旋转并跟随凸轮凸角，挺杆和滚子将凸轮轴围绕凸轮轴旋转轴线的旋转运动转化为挺杆沿泵送轴线的直线位移； 限定泵送腔的泵筒； 活塞，其被可滑动地承载在泵送腔中，以用于因凸轮轴的旋转而沿泵送轴线运动 ，所述活塞可操作地联接到挺杆，以用于沿泵送轴线与挺杆基本协同地运动； 复位弹簧，其可操作地位于泵筒和挺杆之间以轴向地偏压挺杆使其远离泵筒，所述复位弹簧的轴向偏压力不通过活塞机械地传递到挺杆；以及 扭矩传递减小界面，其至少部分地由第一表面和第二表面提供，当复位弹簧处于压缩状态时，所述第一表面和第二表面轴向地抵接并限定在其间的接触区，所述扭矩传递减小界面机械地置于复位弹簧和挺杆之间，扭矩传递减小界面的接触区被配置为当最小扭矩出现在扭矩传递减小界面的复位弹簧侧上时，允许所述第一表面和第二表面之间围绕基本平行于泵送轴线的旋转轴线在角度方面滑动，而不是将最小扭矩传递到挺杆以使挺杆围绕基本平行于泵送轴线的轴线旋转。
19.根据权利要求18所述的泵，其中，所述复位弹簧是大体管状，所述复位弹簧具有限定相对于泵送轴线的最小径向尺寸的径向内周，并且在所述第一表面和第二表面之间的接触区具有小于复位弹簧的最小径向尺寸的相对于泵送轴线的最大径向尺寸。
20.根据权利要求18所述的泵，其中，所述最小扭矩是至少大到足以使挺杆相对于凸轮轴围绕大体垂直于凸轮轴的旋转轴线的轴线进行角旋转的扭矩。
21.根据权利要求20所述的泵，其中，所述扭矩传递减小界面被机械地置于复位弹簧和挺杆之间，以便沿泵送轴线偏压挺杆使其远离泵筒并朝向凸轮轴的轴向压缩力从复位弹簧通过扭矩传递减小界面被可操作地传递到挺杆。
22.根据权利要求21所述的泵，其中，所述第一表面和第二表面中的至少一个是凸面。
23.根据权利要求22所述的泵，其中，所述第一表面和所述第二表面中的凸面是大体球状弯曲的。
24.根据权利要求18所述的泵，进一步包括: 弹簧板，其与复位弹簧的远端轴向接合； 加载按钮，其提供扭矩传递减小界面的第一表面和第二表面中的一个，所述加载按钮机械地置于弹簧板和挺杆之间，以便当复位弹簧处于压缩状态时复位弹簧施加到弹簧板上的被可操作地传递到挺杆的轴向压缩力通过加载按钮基本完全地被可操作地传递到挺杆。
【文档编号】F02M59/44GK103857908SQ201280048988
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年10月2日 优先权日:2011年10月4日
【发明者】M·A·伍德, A·O·帕森斯, A·S·凯 申请人:伍德沃德公司