本發(fā)明涉及一種用于在第一可旋轉(zhuǎn)軸與第二可旋轉(zhuǎn)軸之間傳遞扭矩的聯(lián)接組件,具體涉及一種用于將旋轉(zhuǎn)扭矩從內(nèi)燃機的電動機傳遞至泵或致動器的柔性聯(lián)接組件。
背景技術(shù):
在各種用于傳遞旋轉(zhuǎn)扭矩的機構(gòu)中,兩個旋轉(zhuǎn)軸的端部需要聯(lián)接組件以便進行軸的共同旋轉(zhuǎn)。在內(nèi)燃機中,發(fā)動機或電動機可驅(qū)動輸入軸,該輸入軸可傳遞旋轉(zhuǎn)扭矩以驅(qū)動輸出軸。輸入軸和輸出軸的裝配在輸入軸和輸出軸的軸向?qū)史矫嫘枰┝途_性,其中輸入軸和輸出軸具有用于在構(gòu)件之間傳遞最大量的旋轉(zhuǎn)扭矩的獨立縱軸。輸入軸與輸出軸的聯(lián)接還可能導致在旋轉(zhuǎn)軸之間產(chǎn)生徑向和角度未對準或間隙。當前使用的聯(lián)接組件可包括柔性構(gòu)件,例如,彈簧、或橡膠件等。已知的柔性聯(lián)接件方案公開在美國專利第7,641,557號、美國專利第6,500,071號、美國專利第6,325,722號、美國專利第5,700,197號、美國專利第4,897,073號和歐洲專利第1,064,468號中。
在許多情況下,在內(nèi)燃機中,期望在無需任何二次裝配輔助組件操作(例如,繞著一個軸緊固套環(huán))的情況下裝配兩個軸。通常使用花鍵聯(lián)接來簡化裝配。在花鍵聯(lián)接中,一個軸包括外部花鍵,而另一個軸包括內(nèi)部花鍵。通過內(nèi)部花鍵與外部花鍵之間的配合來實現(xiàn)裝配?;ㄦI聯(lián)接的限制包括在軸上形成花鍵的成本、花鍵聯(lián)接中致使噪聲、振動和粗糙度增大的反沖力以及在可逆扭矩下的沖擊負載增加?;ㄦI聯(lián)接的未對準可能會降低其強度或在配合的軸上產(chǎn)生過量的反作用負載。將輸入軸裝配到輸出軸的另一種方法包括使用錐形配合,有時候可利用額外的特征件來增加聯(lián)接的扭矩容量。然而,此類裝置的制造成本也可能是昂貴的,且該裝置需要額外的軸向力來對錐形表面施加壓力。為了容許未對準,此類聯(lián)接可包括柔性構(gòu)件,例如,波紋管或梁聯(lián)接件。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
當聯(lián)接分別具有縱向主軸線和副軸線的第一可旋轉(zhuǎn)軸和第二可旋轉(zhuǎn)軸時,聯(lián)接組件中可以使用部件來補償軸向未對準和徑向間隙,同時在軸之間傳遞旋轉(zhuǎn)扭矩。可在提供從輸入軸到輸出軸的旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞的同時使徑向間隙最小化。還可容許通常產(chǎn)生于發(fā)動機或電動機中的可能進一步引起軸向未對準的振動??梢韵驕p少輸入軸與輸出軸之間的反沖力??梢栽跓o需額外操作的情況下通過將兩個軸在軸向上結(jié)合在一起而將該兩個軸裝配在一起。裝置可與位于蓋或發(fā)動機室內(nèi)的其他障壁的外部的軸中的一個(從動部件或驅(qū)動致動器)整體形成,并可連接或附接至其上,從而無需在裝配之后接近軸之間的聯(lián)接件。軸中的一個可制成中空的,以使得機構(gòu)能夠?qū)⒙?lián)接件鎖定在適當位置以應(yīng)對旋轉(zhuǎn)反沖。聯(lián)接組件的形狀可以為環(huán)形,并且可以具有片彈簧,使得當向聯(lián)接件施加扭矩時,在片彈簧中生成拉伸應(yīng)變,并且該片彈簧可以容許壓縮位移。為了克服當前技術(shù)的局限,所公開的聯(lián)接組件可以包括具有多個外部負荷承載表面的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件,與負荷承載表面接合且徑向向外延伸的多個彈簧,以及第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。
第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件可以限定環(huán)繞第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的圓柱形輪轂,并且可以具有從第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的負荷承載表面徑向向外間隔開的內(nèi)部表面。多個彈簧中的每一個都可以與內(nèi)部表面接合,以便從第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件向第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件傳遞旋轉(zhuǎn)扭矩??梢栽诘谝豢尚D(zhuǎn)構(gòu)件的負荷承載表面與第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的內(nèi)部表面之間限定間隙空間。內(nèi)部表面可以提供第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件與第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的圓柱形輪轂部分之間的徑向間隙,以容許軸向未對準以及制造和裝配公差的累積。所述多個彈簧可提供從第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件到第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動扭矩的傳遞。
聯(lián)接組件可以包括在電驅(qū)動相位器中,用于改變內(nèi)燃機的凸輪軸與曲軸之間的相位關(guān)系。電驅(qū)動相位器可包括具有第一軸的電動機、行星齒輪變速器,該行星齒輪變速器包括連接至第一軸的中心齒輪、由連接至凸輪軸的行星齒輪架支撐的多個行星齒輪,以及由曲軸驅(qū)動的環(huán)形齒輪。行星齒輪變速器可以將旋轉(zhuǎn)扭矩從第一軸傳遞至凸輪軸,并且聯(lián)接組件可以在第一軸與中心齒輪之間傳輸扭矩。在電驅(qū)動相位器中,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件可以具有與電動機的第一軸或附加的齒輪減速器可操作地關(guān)聯(lián)的多個外部負荷承載表面。
一種在聯(lián)接第一可旋轉(zhuǎn)軸和第二可旋轉(zhuǎn)軸時補償機械公差的方法可以包括:形成具有多個外部負荷承載表面的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件,所述多個外部負荷承載表面在第一端與第二端之間延伸;裝配多個彈簧,以接合負荷承載表面并在徑向上向外延伸;以及設(shè)置第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件,該第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件限定圓柱形輪轂以包圍并包覆所述第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。圓柱形輪轂可以環(huán)繞第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件,并且所述多個彈簧可以插入第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件與第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間。該方法還可以包括:通過多個負荷承載表面形成多個凹部;插入在第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的圓柱形輪轂部分與第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間的一端處為錐形的多個鎖定構(gòu)件;以及插入與所述多個鎖定構(gòu)件可操作地關(guān)聯(lián)的中心輪轂。第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件可以具有用于容納中心輪轂的第一內(nèi)表面和用于容納第一可旋轉(zhuǎn)軸的第二內(nèi)表面。多個鎖定構(gòu)件中的每一個可以通過多個彈簧中的對應(yīng)的一個徑向向外偏壓,并可通過多個凹部中的對應(yīng)的一個接合。多個鎖定構(gòu)件中的每一個都可以包括可與多個負荷承載表面中的一個接合的坐落表面。該方法還可以包括:防止多個彈簧的軸向和橫向移動(諸如插入保持環(huán)),并且根據(jù)需要經(jīng)由保持夾、線包或其它設(shè)備將多個彈簧中的每一個錨定至多個負荷承載表面中的一個,以實現(xiàn)期望的彈簧載荷、彈簧剛度或裝配過程。彈簧也可以通過貼合、壓配合、型鍛、焊接、釬焊、緊固或本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員熟知的其它制造方法而錨定并軸向約束于一端或兩端。
通過下面結(jié)合附圖的對實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式進行的說明,本發(fā)明的其它應(yīng)用對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將變得顯而易見。
附圖說明
本文的描述參照了附圖,其中貫穿多個視圖同樣的附圖標記指代同樣的部件,并且其中:
圖1是聯(lián)接組件的詳細截面圖;
圖2是示出了多個片彈簧的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的透視圖;
圖3是圖2中的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的透視圖,示出了為清楚起見去除了多個片彈簧的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的結(jié)構(gòu);
圖4是第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的圓柱形輪轂部分的端視圖,示出了第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件位于第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的圓柱形輪轂部分中;
圖5是圖4中的第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的圓柱形輪轂部分的透視圖;
圖6是第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的透視圖,示出了可在第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件內(nèi)滑動的多個鎖定構(gòu)件和輪轂;
圖7是在聯(lián)接組件中裝配到第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的圖6中的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的截面透視圖;
圖8是與圖6的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件接合的第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的圓柱形輪轂部分的端視圖;
圖9是用于驅(qū)動具有電動機的內(nèi)燃機相位器的行星齒輪系統(tǒng)的簡化示意圖,示出了中心齒輪聯(lián)接于定相構(gòu)件;
圖10A是中心齒輪和聯(lián)接組件的正視圖,示出了根據(jù)圖11和圖12截取的截面;
圖10B是圖10A的中心齒輪和聯(lián)接組件的側(cè)視圖;
圖11是圖10A至圖10B的中心齒輪和聯(lián)接組件的截面圖;
圖12是圖10A至圖11的第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的圓柱形輪轂部分的放大詳細截面圖,示出了徑向延伸的多個片彈簧;
圖13是圖4的詳細端視圖,示出了多個齒形擋塊布置在第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件周圍并通過片彈簧偏壓抵靠圓柱形輪轂以減少或消除自由反沖;
圖14是針對如圖4所示的居中彈簧、如圖13所示的偏壓彈簧以及不包括彈簧的花鍵連接的以X軸為聯(lián)接偏轉(zhuǎn)角且Y軸為所傳輸?shù)呢撦d的圖;
圖15A是針對居中彈簧的聯(lián)接偏轉(zhuǎn)為以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)為單位的曲軸速度的函數(shù)的圖;
圖15B是針對偏壓彈簧的聯(lián)接偏轉(zhuǎn)為以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)為單位的曲軸速度的函數(shù)的圖,示出了在速度大于約1500rpm時相對于圖15A的居中彈簧更小的偏轉(zhuǎn);
圖16是第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的透視圖,示出了第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的第一端和第二端處的隆起外周表面;
圖17是聯(lián)接組件的端視圖,示出了圖16中所示的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件位于第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的圓柱形輪轂部分中;
圖18是聯(lián)接組件的端視圖,示出了第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件位于第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的圓柱形輪轂部分中,且具有在第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的圓柱形輪轂部分與第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間限定徑向間隙的負荷承載表面;以及
圖19是圖18中所例示的聯(lián)接組件的詳細截面圖。
具體實施方式
現(xiàn)在參照圖1至圖12,聯(lián)接組件20、120、220可以包括具有縱向主軸線的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222以及具有縱向副軸線的第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226。聯(lián)接組件20、120、220可操作用于通過行星齒輪變速器組件從第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222(諸如第一軸54)向第二可旋轉(zhuǎn)軸24傳輸扭矩。聯(lián)接組件20、120、220可操作于具有可旋轉(zhuǎn)部件、曲軸以及凸輪軸的內(nèi)燃機中,所述凸輪軸可操作用于打開和關(guān)閉位于發(fā)動機中的進氣閥和排氣閥。在內(nèi)燃機中,第一可旋轉(zhuǎn)軸22、122、222可以與電動機76或致動器關(guān)聯(lián),并且第二可旋轉(zhuǎn)軸24可以通過行星齒輪定相組件100與可旋轉(zhuǎn)凸輪軸操作關(guān)聯(lián),如圖9充分顯示的。該定相組件100可操作用于改變曲軸與凸輪軸之間的相位關(guān)系,使得能夠在內(nèi)燃機的不同循環(huán)期間打開和關(guān)閉閥。行星齒輪定相組件100可以包括:環(huán)形齒輪102,其連接至通過連接至曲軸的柔性動力變速器構(gòu)件驅(qū)動的外部鏈輪;多個行星齒輪104,其通過行星齒輪架彼此連接并連接至第二可旋轉(zhuǎn)軸24(諸如凸輪軸);以及由電動機76驅(qū)動的中心齒輪72、172、272。聯(lián)接組件20、120、220的改進結(jié)構(gòu)可以包括:第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226,其形成為第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的圓柱形輪轂部分;多個彈簧42、142、242,其插入在第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226的圓柱形輪轂部分與第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222之間;以及多個負荷承載表面32,其與第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222關(guān)聯(lián),并通過多個彈簧42、142、242接合。第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226的圓柱形輪轂部分可以包括內(nèi)部表面28、128、228,其用于容納第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222并容許第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222與第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226之間的軸向未對準。多個彈簧42、142、242可以插入在第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226的圓柱形輪轂部分與第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222之間,且可操作用于從第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222向第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226的圓柱形輪轂部分傳遞扭矩,以便驅(qū)動第二可旋轉(zhuǎn)軸24。多個彈簧42、142、242中的每一個都可以具有第一接觸點46a、146a、246a和第二接觸點46b、146b、246b,以及在第一接觸點與第二接觸點之間延伸的柔性矩形部分48、148、248。多個彈簧42、142、242承載在第一接觸點46a、146a、246a與第二接觸點46b、146b、246b之間的彈簧剪切力,使得旋轉(zhuǎn)扭矩可以從第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222傳遞至第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226。多個彈簧42、142、242可操作用于在第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件與第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的圓柱形輪轂部分之間傳遞扭矩。多個負荷承載表面32可以容許徑向間隙34、36;134、136,同時通過多個彈簧42、142、242從第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222向第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226的圓柱形輪轂部分提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動扭矩。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當認識到,輸出軸54可以是電動機、齒輪減速器、致動器或其它主要動力源的輸出軸。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當認識到,第二可旋轉(zhuǎn)軸24可以是相位器、風扇、泵、滑輪或要驅(qū)動的其它裝置。應(yīng)當認識到,如果需要,如本文中所描述的輸出軸54和第二可旋轉(zhuǎn)軸24可以顛倒而不會背離本文中公開的內(nèi)容。
現(xiàn)在參照圖1至圖8,聯(lián)接組件20、120可以包括第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122,所述第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122可與第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126的圓柱形輪轂部分接合,用于將第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122(諸如第一軸)聯(lián)接至第二可旋轉(zhuǎn)軸24、124,從而通過行星齒輪系統(tǒng)100提供第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122和第二可旋轉(zhuǎn)軸24、124的統(tǒng)一旋轉(zhuǎn)。如圖1所最佳例示的,在內(nèi)燃機中,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122可與電動機76或用于驅(qū)動可旋轉(zhuǎn)定相構(gòu)件的致動器相關(guān)聯(lián),所述可旋轉(zhuǎn)定相構(gòu)件可操作用于改變位于內(nèi)燃機內(nèi)的曲軸與凸輪軸之間的相位關(guān)系。第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126的圓柱形輪轂部分可以包括用于容納第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122的內(nèi)部表面28、128以及不可操作的環(huán)繞第二可旋轉(zhuǎn)軸24的自由端的第二內(nèi)部表面30、130。第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件24可以包括凸輪軸,并可以連接至由環(huán)形齒輪102和中心齒輪72、172驅(qū)動的行星齒輪104,如結(jié)合圖9從圖1至圖8的結(jié)合所見。如圖7所最佳例示的,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122可以包括用于容納由電動機76驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的第三可旋轉(zhuǎn)軸54、154的至少一個內(nèi)表面52、152a、152b。聯(lián)接組件20、120可以包括插入在第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126的圓柱形輪轂部分的內(nèi)部表面28、128與第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122之間的多個彈簧42、142。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當認識到,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122結(jié)構(gòu)可以整體形成為驅(qū)動軸54(諸如電動機76的軸54)的一部分,或者可以形成為單獨的適配器、聯(lián)接器或可與驅(qū)動軸(諸如電動機的軸)接合的聯(lián)接組件20、120、220,以容許制造公差、以及電動機的軸與為電相位組件的一部分的待驅(qū)動中心齒輪之間的徑向和軸向、軸向未對準,所述電相位組件包括用于驅(qū)動內(nèi)燃機凸輪軸的行星齒輪系統(tǒng)。
現(xiàn)在參照圖1至圖3,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22可以包括用于容納第三可旋轉(zhuǎn)軸54的至少一個內(nèi)表面52、第一端56、第二端58以及在第一端56與第二端58之間軸向延伸的多個負荷承載表面32。第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22可以圍繞縱向主軸線旋轉(zhuǎn),且第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26可以圍繞縱向副軸線旋轉(zhuǎn)。第一端56可以包括具有相對于多個負荷承載表面32徑向向外設(shè)置的多個徑向間隔開、大致平坦的外周表面60的加大尺寸的凸緣,從而沿著第一端56與第二端58之間的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的軸向長度形成階梯式尺寸。多個負荷承載表面32可以大致上平坦并且形狀大致為矩形。
通過示例的方式而非限制,如圖1至圖3所示的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22可以包括六個負荷承載表面,使得第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22具有大致的六邊形形狀。多個負荷承載表面32可以容許第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分與第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22之間的第一徑向間隙34。多個隆起的外周表面60可以大致上平坦并且形狀大致為矩形。多個徑向間隔開的外周表面60可以容許第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分與第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22之間的第二徑向間隙36。多個徑向間隔開的外周表面60可以包括多個齒形擋塊62,其中多個徑向間隔開的外周表面60中的每一個上居中有一個齒形擋塊62。多個齒形擋塊62中的每一個可以徑向向外延伸到第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的對應(yīng)互補限位容納槽28a中。多個齒形擋塊62和互補槽28a限制第一與第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、26之間相對旋轉(zhuǎn)的角度,以將第一和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、26相對于彼此旋轉(zhuǎn)鎖定,同時允許移動以容許軸向未對準以及制造和裝配公差的累積。
多個彈簧42中的每一個可以對應(yīng)于并接合多個負荷承載表面32中的一個。多個彈簧42中的每一個可以包括具有柔性矩形部分48的片彈簧,用于將旋轉(zhuǎn)扭矩從第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22傳遞至第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分。多個彈簧42中的每一個可以包括第一接觸點46a和第二接觸點46b。第一接觸點46a可以位于第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的第一端56處,鄰近形成于多個徑向間隔開的外周表面60與多個負荷承載表面32之間的階梯式肩部。第二接觸點46b可以位于鄰近第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的第二端58處。多個彈簧42中的每一個的柔性矩形部分48可以在第一與第二接觸點46a、46b之間延伸。如圖2所最佳例示的,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22可以包括保持環(huán)66和保持夾70。保持環(huán)66可以圍繞主軸線設(shè)置,并固定為鄰近第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的第二端58。如圖3所最佳例示的,第二端58可以包括圍繞第二端58的外周布置的多個槽68。保持環(huán)66可以防止多個彈簧42的軸向移動。保持環(huán)66可以形成于第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22上。保持夾70可以是在第二接觸點46b處將多個彈簧42中的每一個錨定至多個負荷承載表面32中的一個的單體。多個彈簧42中的每一個的部分可以在保持夾70與保持環(huán)66之間延伸。保持夾70可以由沖壓材料形成。保持夾70和多個彈簧42可以預裝配,并由沖壓材料形成以便放置在多個負荷承載表面32上。多個彈簧42中的每一個的柔性矩形部分48可以接合第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分的內(nèi)部表面28,用于從第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22向第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分傳遞扭矩。
現(xiàn)參照圖4-5,第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分可以包括彼此縱向鄰近的第一內(nèi)部表面部分28和第二內(nèi)部表面部分30。外中心齒輪72可與第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分的外部表面相關(guān)聯(lián),即,形成于第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分的外部表面上或連接到第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分的外部表面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到,第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分可以整體形成為滑輪、鏈輪、輪轂、軸構(gòu)件及其組合的一部分,或裝配到滑輪、鏈輪、輪轂、軸構(gòu)件及其組合。如圖5最佳示出,內(nèi)部表面部分28可具有與第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的擴大凸緣部分的形狀對應(yīng)的互補的形狀。通過示例的方式而非限制,第二內(nèi)部表面部分30可非操作地環(huán)繞第二可旋轉(zhuǎn)軸24,而第二可旋轉(zhuǎn)軸24可連接至行星齒輪架以通過行星齒輪和行星齒輪架被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到,行星齒輪組件和馬達之間的替代配置和軸連接是可能的,且這種替代配置和軸連接被認為落入本文所公開的聯(lián)接組件的界限和范圍內(nèi)。如圖4最佳示出,當?shù)谝豢尚D(zhuǎn)構(gòu)件22裝配在第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分中時,多個負荷承載表面32可以容許位于第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的擴大凸緣部分的多個齒62和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的內(nèi)部表面28之間的徑向間隙36,且可進一步容許位于第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的負荷承載表面32和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分的內(nèi)部表面28之間的徑向間隙34。該徑向間隙34可操作地提供間隔,其中片彈簧42設(shè)置成輔助第一和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、26之間的扭矩和負荷傳遞,同時容許未對準和容差累積。多個齒62和片彈簧42可裝配成使得第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22在第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分內(nèi)居中。換言之,第一徑向間隙34可限定在內(nèi)部表面28和多個負荷承載表面32之間,而第二徑向間隙36可限定在多個齒62中的每一個和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分的內(nèi)部表面28之間。第二徑向間隙36可以足夠大以容許未對準,而不約束第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26。圓周間隙或第二徑向間隙36可限定存在于聯(lián)接組件20中的彈簧負荷的行程的量以提供對多個彈簧42上的負荷的量的限制。
在操作中,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22可通過電動機76旋轉(zhuǎn),使得多個齒62和多個彈簧42與第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分的內(nèi)部表面28接合,且旋轉(zhuǎn)地鎖定第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分用于與第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的直接驅(qū)動關(guān)系。當?shù)谝豢尚D(zhuǎn)構(gòu)件22以及第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分被鎖定以旋轉(zhuǎn)時,多個負荷承載表面32可傳遞來自第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動扭矩以通過接觸片彈簧42的負荷承載表面32以及通過多個齒62驅(qū)動第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件24。
在內(nèi)燃機中,中心齒輪72可以聯(lián)接用于與包括行星齒輪變速器系統(tǒng)的相位器一起旋轉(zhuǎn)。中心齒輪72可具有齒74,該齒74形成于與多個行星齒輪104接合的外表面上,該多個行星齒輪104通過環(huán)形齒輪102驅(qū)動,該環(huán)形齒輪102具有連接到其上以通過與內(nèi)燃機的曲軸的連接被驅(qū)動的鏈輪。相位器可通過曲軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,而相變旋轉(zhuǎn)(前進或滯后運動任一)可通過中心齒輪驅(qū)動來改變由曲軸驅(qū)動的凸輪軸之間的相位角關(guān)系。
現(xiàn)參照圖6-8,聯(lián)接組件120可包括第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122、第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件126的第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件部分的圓柱形輪轂部分、插在第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件126的圓柱形輪轂部分和第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122之間的多個彈簧142、和插在第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件126的圓柱形輪轂部分和第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122之間的多個鎖定構(gòu)件82。如圖6-7最佳示出,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122可包括多個負荷承載表面132、用于容納可操作地與多個鎖定構(gòu)件82相關(guān)聯(lián)的中心輪轂84的第一內(nèi)表面152a、和用于容納第一可旋轉(zhuǎn)軸54的第二內(nèi)表面152b。多個負荷承載表面132可大致上為平坦的且形狀大致上為矩形,并在第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122的第一端156和第二端158之間延伸。通過示例的方式而非限制,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122可包括六個負荷承載表面132,使得第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122具有大致的六邊形形狀。在內(nèi)燃機中,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122可與用作電動相位器的致動器的電動機76的輸出軸54相關(guān)聯(lián)。如圖7所示,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122可以裝配到從電動機76延伸出的第一可旋轉(zhuǎn)軸54。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到,還可以設(shè)想的是,聯(lián)接件120的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122部分可以整體形成為直接連接到電動機76的第一驅(qū)動軸54的一部分,或者可以獨立地形成為適合置于支撐相位器的中心齒輪的軸和電動機76的第一軸54之間的適配器或聯(lián)接件,或者可以整體形成為支撐中心齒輪的軸的一部分,其中第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件126整體形成或者與電動機76的第一軸54分開。
第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122可包括由多個負荷承載表面132限定且支撐多個鎖定構(gòu)件82中的每一個的多個凹部80。多個凹部80中的每一個可以位于中心地位于多個負荷承載表面132中的相應(yīng)一個上的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122的第一端156處。多個凹部80中的每一個可延伸通過第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122到達第一內(nèi)表面152a并可容納多個鎖定構(gòu)件82中的一個。多個鎖定構(gòu)件82中的每一個可包括與多個負荷承載表面132中的一個接合的坐落表面88??梢詾槎鄠€鎖定構(gòu)件82中的每一個提供片彈簧142。每個片彈簧142可具有第一接觸點146a和第二接觸點146a。如圖7最佳示出,多個鎖定構(gòu)件82中的每一個可包括用于容納多個彈簧142中的相應(yīng)一個的第一接觸點146a端部的狹槽86。
當裝配到狹槽86內(nèi)時,多個彈簧142中的每一個可以從多個鎖定構(gòu)件82中的一個向下懸垂到第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122并在第二接觸點146b處固定到第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122。保持環(huán)66可將第二接觸點146b固定到多個負荷承載表面132中的相應(yīng)一個上。保持環(huán)66可包括用以將多個彈簧142中的相應(yīng)一個牢固地固定到保持環(huán)66的摩擦表面64。通過示例的方式而非限制,多個彈簧142可由沖壓材料形成,且保持環(huán)66可與第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122整體形成。通過示例的方式而非限制,多個彈簧142可形成為多個板彈簧。在操作中,多個彈簧142中的每一個可包括在第一和第二接觸點146a、146b之間延伸的柔性矩形部分148,用于傳遞來自第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122的扭矩并且用以抵靠第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件126的圓柱形輪轂部分的內(nèi)表面128徑向向外偏壓多個鎖定構(gòu)件82中的相應(yīng)一個。聯(lián)接組件120可包括在第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122的第一內(nèi)表面152a內(nèi)滑動的中心輪轂84。通過示例的方式而非限制,多個鎖定構(gòu)件82中的每一個可選擇地包括與第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件126的圓柱形輪轂部分的內(nèi)表面128接合的錐形表面,使得響應(yīng)于裝配期間中心輪轂84的插入,多個鎖定構(gòu)件82可以在第一和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122、126之間楔入。通過示例的方式而非限制,響應(yīng)于通過多個彈簧142徑向向外偏壓,多個鎖定構(gòu)件82的錐形表面可以與第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件126的圓柱形輪轂部分接合。換言之,響應(yīng)于來自彈簧142或者與中心輪轂84接合、或其任意組合的彈簧偏壓力,多個鎖定構(gòu)件82的錐形表面可以驅(qū)動成與第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件126接合。位于多個鎖定構(gòu)件82中的每一個上的錐形表面可阻止操作期間聯(lián)接組件120內(nèi)的反沖。
如圖6最佳示出,多個鎖定構(gòu)件82中的每一個可包括用于插在多個凹部80中的相應(yīng)一個內(nèi)的桿89,其中桿89和相應(yīng)凹部80之間的間隙限制由多個彈簧142直接承載的扭矩的量。對應(yīng)于多個鎖定構(gòu)件82中一個的每個桿89的徑向內(nèi)端可以接合中心輪轂84,使得多個鎖定構(gòu)件82中的每一個可以連接到中心輪轂84,且鎖定構(gòu)件82的徑向向內(nèi)運動由每個桿89的徑向向內(nèi)端限定以及通過坐落表面88與第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122的負荷承載表面132的接合而限定。為了便于裝配,中心輪轂84和連接至中心輪轂84的多個鎖定構(gòu)件82可以在第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122內(nèi)滑動。如果第一可旋轉(zhuǎn)軸54配置有用于容納如圖7所示的中心輪轂84的內(nèi)表面,則中心輪轂84可以在第一可旋轉(zhuǎn)軸54內(nèi)滑動。如圖6所示,通過示例的方式而非限制,中心輪轂84可以在桿89之間保持就位。中心輪轂84還可通過制動件、卡環(huán)或者通過至少一個附加的壓配或螺紋插入件保持就位。
如圖8所示,第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件126的圓柱形輪轂部分可包括與多個鎖定構(gòu)件82接合的內(nèi)部表面128。如圖7最佳示出,第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件126的第二內(nèi)部表面130可位于第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的中心齒輪172部分內(nèi)。第二內(nèi)部表面130可非操作地環(huán)繞第二可旋轉(zhuǎn)軸24,其通過行星齒輪架連接到行星齒輪104以與其一起旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,如圖9示意性地示出。如圖8最佳示出,當?shù)谝豢尚D(zhuǎn)構(gòu)件122裝配到第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件126的圓柱形輪轂部分中時,多個負荷承載表面132可容許限定在內(nèi)部表面128和多個負荷承載表面132之間的第一徑向間隙134。第一徑向間隙134為片彈簧或板彈簧142(其向第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件126提供扭矩和旋轉(zhuǎn)的傳輸)的插入和錨定提供空間,同時允許第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件126之間的未對準和公差累積。多個鎖定構(gòu)件82可容許在第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122的旋轉(zhuǎn)期間限定在多個鎖定構(gòu)件82的每個徑向外端和內(nèi)部表面128之間的第二徑向間隙136。
在內(nèi)燃機的操作中,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122可通過電動機76成為可旋轉(zhuǎn)的,且多個鎖定構(gòu)件82可通過多個彈簧142抵靠第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件126的圓柱形輪轂部分偏壓,從而有效地鎖定第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件126的圓柱形輪轂部分用于與第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122一起旋轉(zhuǎn)。當?shù)谝豢尚D(zhuǎn)構(gòu)件122以及第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件126的圓柱形輪轂部分通過具有多個彈簧142的多個鎖定構(gòu)件82鎖定用于旋轉(zhuǎn)時,多個負荷承載表面132可傳遞來自第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件122的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動扭矩以通過行星齒輪系驅(qū)動第二可旋轉(zhuǎn)軸124,該行星齒輪系包括具有齒174的中心齒輪172、由連接到第二可旋轉(zhuǎn)軸124的行星齒輪架支撐的多個行星齒輪104和環(huán)形齒輪102。在發(fā)動機中,中心齒輪172可被聯(lián)接用于與所穿過的相位器一起旋轉(zhuǎn)用于操作性調(diào)節(jié)發(fā)動機的凸輪軸相對于曲軸的相位角。中心齒輪172可具有與多個行星齒輪104(其由連接到第二可旋轉(zhuǎn)軸124的行星齒輪架支撐)接合的多個齒174,而環(huán)形齒輪102包括采用柔性動力傳輸構(gòu)件連接到曲軸以通過曲軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的鏈輪。相位器改變發(fā)動機的凸輪軸和曲軸之間的相位角關(guān)系。曲軸可以由內(nèi)燃機驅(qū)動,其反過來可操作地連接以驅(qū)動凸輪軸。如圖7所示,多個彈簧142可形成在多個鎖定構(gòu)件82上或連接到多個鎖定構(gòu)件82,使得多個彈簧142可以通過沖壓操作形成,且多個鎖定構(gòu)件82可在裝配聯(lián)接件120之前形成到?jīng)_壓彈簧142上或者插入地連接到?jīng)_壓彈簧142。
現(xiàn)參照圖10A-12,聯(lián)接組件220可包括第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件222、第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件226的第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件部分的圓柱形輪轂部分和插在第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件226的圓柱形輪轂部分和第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件222之間的多個彈簧242。在內(nèi)燃機中,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件222可聯(lián)接到電動機或致動器。第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件222可包括形成為大致平坦且大致為矩形形狀的多個負荷承載表面232。通過示例的方式而非限制,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件222可包括六個負荷承載表面,使得第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件222具有大致的六邊形形狀。第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件226的圓柱形輪轂部分可包括具有多個齒274的中心齒輪272。如圖10A所示,圖11和12為沿相對于中心齒輪272的旋轉(zhuǎn)軸的不同角度定向截取的聯(lián)接組件220的橫截面。在內(nèi)燃機中,中心齒輪272可被聯(lián)接用于與電驅(qū)動相位器92一起旋轉(zhuǎn),該電驅(qū)動相位器92包括通過行星齒輪架連接到第二軸24的多個行星齒輪104、和具有將由曲軸驅(qū)動的外部鏈輪的環(huán)形齒輪102。如圖10B最佳示出,相位器92的中心齒輪272可包括位于中心齒輪272的外部表面98上的多個限位擋塊94。相位器92可相對于外殼旋轉(zhuǎn)用于改變由曲軸驅(qū)動的凸輪軸之間的相位關(guān)系。多個限位擋塊94可接合在位于外殼上的相應(yīng)的互補限位凹槽或缺口內(nèi),用于允許凸輪軸相對于曲軸的有限的角旋轉(zhuǎn)以改變位于內(nèi)燃機中的多個閥的打開和關(guān)閉。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到,本發(fā)明可用于電驅(qū)動相位器92的各種配置。通過示例的方式而非限制,電驅(qū)動相位器92可包括驅(qū)動蝸桿齒輪的電動機,該蝸桿齒輪操作單個行星齒輪組。電驅(qū)動相位器92還可包括混合的行星齒輪組,該混合的行星齒輪組包括用于與鏈輪和凸輪軸連接的多個環(huán)形齒輪。其他電驅(qū)動相位器配置可包括各種齒輪機構(gòu)(比如擺線齒輪、諧波傳動和大偏離齒輪)使得行星齒輪架可以由電動機驅(qū)動。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到,各種相位器、泵和致動器設(shè)計可以與聯(lián)接組件20、120、220一起應(yīng)用,而不脫離本發(fā)明的精神或范圍。多個彈簧242可包括第一接觸點246a和第二接觸點246b。多個彈簧242承載第一和第二接觸點246a、246b之間的彈簧剪切力,使得旋轉(zhuǎn)扭矩可以在第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件222和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件226之間傳遞。彈簧242可由沖壓材料形成。多個彈簧242可包括板彈簧或片彈簧。第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件226的圓柱形輪轂部分可包括位于第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件226的圓柱形輪轂部分的內(nèi)部表面228上的多個彈簧容納孔96。多個彈簧容納孔96可對應(yīng)于多個彈簧242。多個彈簧242中的每一個可包括鄰近多個彈簧容納孔96中的每一個的第一縱向端96a和第二縱向端96b的第一接觸點246a和第二接觸點246b。多個彈簧242中的每一個可包括柔性矩形部分248,其在第一和第二接觸點246a、246b之間延伸并朝多個負荷承載表面232向外成拱形,與多個負荷承載表面232接合用于將旋轉(zhuǎn)扭矩從第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件222傳遞到第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件226的圓柱形輪轂部分。如圖10B所示,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件222還可包括在裝配聯(lián)接組件220期間用于非操作地環(huán)繞第二可旋轉(zhuǎn)軸24的內(nèi)表面252。連接到行星齒輪104(其插在行星齒輪驅(qū)動系統(tǒng)的環(huán)形齒輪102和中心齒輪272之間)的行星齒輪架的第二可旋轉(zhuǎn)軸24示意性示出在圖9-10A中。在內(nèi)燃機中,第二可旋轉(zhuǎn)軸24可包括凸輪軸。
現(xiàn)參照圖13,詳細示出了第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22,其類似于圖4中所示,同時被彈簧偏壓以將齒62推進到相應(yīng)的互補凹槽28a的一側(cè)(即,在圖4中示出為不居中)。第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22裝配在第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分中,多個負荷承載表面32(未在圖13中示出)可容許位于第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的擴大凸緣部分的多個齒62和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的內(nèi)部表面28之間的徑向間隙36,且可進一步容許位于第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的負荷承載表面32和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分的內(nèi)部表面28之間的徑向間隙34。徑向間隙34可操作地提供間隔,其中片彈簧42設(shè)置成輔助第一和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、26之間的扭矩和負荷傳遞,同時容許驅(qū)動軸和從動軸之間的未對準和公差累積。換言之,第一徑向間隙34可限定在內(nèi)部表面28和多個負荷承載表面32之間,而第二徑向間隙36可限定在多個齒62中的每一個和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分的內(nèi)部表面28之間。多個擋塊或齒62中的每一個可徑向向外延伸到第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的對應(yīng)互補限位容納槽28a。在裝配中,多個彈簧42可負荷抵靠對應(yīng)容納槽28a的一側(cè)的多個擋塊或齒62中的每一個用于消除自由反沖。在操作中,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22可通過電動機76旋轉(zhuǎn),使得多個齒62和多個彈簧42與第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分的內(nèi)部表面28鎖定在一起用于與第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的直接驅(qū)動關(guān)系。當?shù)谝豢尚D(zhuǎn)構(gòu)件22以及第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分鎖定用于旋轉(zhuǎn)時,多個負荷承載表面32可傳遞來自第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動扭矩以通過接觸片彈簧42的負荷承載表面32以及通過多個齒62驅(qū)動第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件24。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到,第一和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、26可以相對于彼此偏壓,使得齒62朝相對于容納槽28a的中心位置偏壓,或者偏壓成與對應(yīng)容納槽28a的一個側(cè)壁接合。如果需要偏離中心偏壓成與容納槽28a的一個側(cè)壁接合,第一和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、26之一可以在裝配期間相對于另一個旋轉(zhuǎn)以沿預定旋轉(zhuǎn)方向?qū)Χ鄠€彈簧42預加負荷。
現(xiàn)參照圖14,聯(lián)接偏轉(zhuǎn)角相對于所傳遞的負荷或者施加到聯(lián)接組件的扭矩(在Y軸上)繪制在X軸上,以比較具有如曲線110所示的帶花鍵的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22(未示出)的聯(lián)接組件、在圖4中由曲線112所示的居中的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、和具有壓靠在圖13中曲線114所示的圓柱形輪轂部分的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的聯(lián)接組件。如圖14所示,當施加到聯(lián)接組件的負荷被反向時,聯(lián)接偏轉(zhuǎn)角可以通過第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22相對于第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分的偏轉(zhuǎn)角測得。具有帶花鍵的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22且不使用彈簧42的聯(lián)接組件在如曲線110所示的負荷反向處的角度變化期間傳遞零負荷。具有居中的多個彈簧42的聯(lián)接組件可在如曲線112所示的負荷反向處的角度變化期間傳遞一些負荷。當裝配時具有多個彈簧42和壓靠圓柱形輪轂部分的多個齒62的聯(lián)接組件可傳遞負荷,而無曲線114示出的負荷反向處的角度變化。如圖15A-15B進一步所示,示于Y軸上的聯(lián)接偏轉(zhuǎn)角可以相對于示于X軸上的曲軸的速度進行比較。隨著曲軸速度增加,具有在圖15A的圖中示出的居中的彈簧的聯(lián)接組件在曲軸速度整個范圍內(nèi)具有連續(xù)相對寬的聯(lián)接偏轉(zhuǎn)展開。然而,具有在圖15B中示出的偏壓彈簧配置的聯(lián)接組件在大于約1500rpm的曲軸速度的范圍內(nèi)具有大致降低的聯(lián)接偏轉(zhuǎn)展開。該結(jié)果與降低的振動和噪音(其與聯(lián)接組件相關(guān))相關(guān)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到,增加彈簧偏壓可消除或減少相對于圖14-15B示出的較輕彈簧偏壓的較低速度處的偏轉(zhuǎn)展開。
現(xiàn)參照圖16-17,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22可包括用于容納第三可旋轉(zhuǎn)軸54的至少一個內(nèi)表面52、第一端56、第二端58和在第一和第二端56、58之間軸向延伸的多個負荷承載表面32。第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22可圍繞縱向主軸線旋轉(zhuǎn),且第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26可圍繞縱向副軸線旋轉(zhuǎn)。第一端56和第二端58可各自包括具有相對于多個負荷承載表面32徑向向外設(shè)置的多個徑向間隔、大致平坦的外周表面60的擴大尺寸凸緣,從而沿著第一端56和第二端58之間的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的軸向長度形成階梯式尺寸。多個負荷承載表面32可以大致上平坦并且形狀大致為矩形。通過示例的方式而非限制,如圖16-17所示的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22可包括六個負荷承載表面,使得第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22具有大致的六邊形形狀。多個負荷承載表面32可容許第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分和第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22之間的第一徑向間隙34。多個隆起的外周表面60可以大致上平坦并且形狀大致為矩形。多個徑向隔開的外周表面60可容許第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分和第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22之間的第二徑向間隙36。多個徑向隔開的外周表面60限制第一和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、26之間的相對旋轉(zhuǎn)度以將第一和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、26相對于彼此旋轉(zhuǎn)地鎖定,同時允許比在圖2-4中示出具有多個齒的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22更多的運動以容許軸向未對準以及制造和裝配公差累積。
如圖16最佳示出,多個彈簧42中的每一個可對應(yīng)于并且接合多個負荷承載表面32之一。多個彈簧42中的每一個可包括具有柔性矩形部分48的片彈簧用于將旋轉(zhuǎn)扭矩從第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22傳遞到第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分。多個彈簧42中的每一個可包括第一接觸點46a和第二接觸點46b。第一接觸點46a可位于第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的第一端56,鄰近在多個徑向隔開的外周表面60和多個負荷承載表面32之間形成的階梯式肩部。第二接觸點46b可鄰近第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的第二端58。多個彈簧42的每一個的柔性矩形部分48可在第一和第二接觸點46a、46b之間延伸。第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22可包括保持環(huán)66。保持環(huán)66可圍繞主軸線設(shè)置并鄰近第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的第二端58固定。保持環(huán)66和位于第二端58處的擴大尺寸凸緣可阻止多個彈簧42的軸向運動。擴大尺寸凸緣和保持環(huán)66可形成于第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22上。保持夾70可以為將多個彈簧42中的每一個錨定到多個負荷承載表面32的第二接觸點46b處的的單一主體。多個彈簧42中的每一個的一部分可從保持夾70朝第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的第二端58徑向向外延伸。保持夾70可由沖壓材料形成。保持夾70和多個彈簧42可被預裝配并由沖壓材料形成用于放置到多個負荷承載表面32上。多個彈簧42可通過使用改變的彈簧高度、曲率或末端約束形成為具有內(nèi)在彈簧偏壓。多個彈簧42中的每一個的柔性矩形部分48可接合第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分的內(nèi)部表面28用于將扭矩從第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22傳遞到第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分。如圖17最佳示出,當裝配時,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22可限制角度偏轉(zhuǎn)和抵靠多個彈簧42施加的彈簧負荷。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到,多個徑向隔開的外周表面60還可相對于多個負荷承載表面32成角度地偏移形成或者由非線性或非平坦表面形成,從而形成限制其間的相對旋轉(zhuǎn)以及限制抵靠多個彈簧42施加的彈簧負荷的第一和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、26之間的接合的妨礙物。
現(xiàn)參照圖18-19,聯(lián)接組件20可包括與第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分接合的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22。通過示例的方式而非限制,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22可與電動機或致動器相關(guān)聯(lián)用于可操作地用于改變位于內(nèi)燃機的曲軸和凸輪軸之間的相位關(guān)系的可旋轉(zhuǎn)相位構(gòu)件的致動。第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分可包括用于容納第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的內(nèi)部表面28。聯(lián)接組件20可包括插在第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分的內(nèi)部表面28和第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22之間的多個彈簧42。如圖18最佳示出,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22可包括用于容納第三可旋轉(zhuǎn)軸54的至少一個內(nèi)表面52和軸向延伸的多個負荷承載表面32。第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22可圍繞縱向主軸線旋轉(zhuǎn),且第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26可圍繞縱向副軸線旋轉(zhuǎn)。第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22可包括六個負荷承載表面32,使得第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22具有大致的六邊形形狀。多個負荷承載表面32可容許第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分和第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22之間的第一徑向間隙34。第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的六邊形形狀可封套在由第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的內(nèi)部表面28形成的對應(yīng)互補的大致六邊形凹部以限制第一和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、26之間的相對旋轉(zhuǎn)度,從而提供第一和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、26彼此之間的相對旋轉(zhuǎn)鎖定度,同時允許穿過第一和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、26之間的彈簧占據(jù)間隙34的相對運動以容許軸向未對準以及制造和裝配公差累積。
多個彈簧42中的每一個可對應(yīng)于并且接合多個負荷承載表面32之一。通過示例的方式而非限制,多個彈簧42中的每一個可包括具有柔性矩形部分的片彈簧用于將旋轉(zhuǎn)扭矩從第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22傳遞到第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分的大致六邊形內(nèi)部表面28。多個彈簧42中的每一個可包括第一接觸點46a和第二接觸點46b。多個彈簧42中的每一個的柔性矩形部分可在第一和第二接觸點46a、46b之間延伸。第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22可包括具有將多個彈簧42中的每一個在第二接觸點46b處錨定到的多個負荷承載表面32之一的單一主體的保持夾70。保持夾70和多個彈簧42可被預裝配并由沖壓材料形成用于放置到多個負荷承載表面32上。多個彈簧42中的每一個的柔性矩形部分可接合第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分的大致六邊形內(nèi)部表面28用于將扭矩從第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22傳遞到第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分。
現(xiàn)參照圖18,第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分可包括第一大致六邊形的內(nèi)部表面部分28。應(yīng)該認識到,負荷承載內(nèi)部表面28的任何適合的配置可以比如借助于實例而非限制地提供為三角形、矩形、正方形、五邊形、六邊形、八邊形或其他多邊形幾何形狀。通過示例的方式而非限制,外部中心齒輪72可形成在第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分上。當?shù)谝豢尚D(zhuǎn)構(gòu)件22裝配到第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分中時,多個負荷承載表面32可容許位于第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的負荷承載表面32和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分的內(nèi)部表面28之間的徑向間隙34。徑向間隙34可操作地提供間隔,其中片彈簧42設(shè)置成輔助第一和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、26之間的扭矩和負荷傳遞,同時容許未對準以及制造和裝配公差累積。在操作中,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22可通過電動機旋轉(zhuǎn),使得多個負荷承載表面32和多個彈簧42與第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分的內(nèi)部表面28接合且旋轉(zhuǎn)地鎖定第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分用于與第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的直接驅(qū)動關(guān)系。當?shù)谝豢尚D(zhuǎn)構(gòu)件22以及第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26的圓柱形輪轂部分鎖定用于旋轉(zhuǎn)時,多個負荷承載表面32可傳遞來自第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動扭矩以通過接觸片彈簧42的負荷承載表面32驅(qū)動第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件24。
通過示例的方式而非限制,在內(nèi)燃機中,中心齒輪72可以聯(lián)接用于與包括行星齒輪傳遞系統(tǒng)的相位器一起旋轉(zhuǎn)。中心齒輪72可具有齒74,該齒74形成于與多個行星齒輪接合的外部表面上,該多個行星齒輪通過環(huán)形齒輪驅(qū)動,該環(huán)形齒輪具有連接到其上以通過到內(nèi)燃機的曲軸的連接被驅(qū)動的鏈輪。相位器可通過曲軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,而相變旋轉(zhuǎn)(前進或滯后運動任一)可通過中心齒輪驅(qū)動用于改變由曲軸驅(qū)動的凸輪軸之間的相位角關(guān)系。
還可以設(shè)想,通過示例的方式而非限制,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226可在聯(lián)接件20、120、220的裝配期間采用單個軸向運動聯(lián)接??梢哉J為落在本發(fā)明的范圍內(nèi)的是,出于對準目的,第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226之一可能無法進入,比如位于機動車應(yīng)用中的罩內(nèi)。通過示例的方式而非限制,聯(lián)接件可以附接到具有蓋或框架的馬達或替代動力源,該蓋或框架具有在將馬達或動力源裝配到待驅(qū)動的設(shè)備期間允許采用簡單軸向插入運動的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226的裝配的孔。
補償?shù)谝豢尚D(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226之間的聯(lián)接接合的機械公差的方法可包括將第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件部分的圓柱形輪轂部分連接到第一和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、26,122、126,222、226之一,將多個負荷承載表面32、132、232連接到第一和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、26,122、126,222、226中另一個,以及將多個片彈簧42、142、242插入第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的圓柱形輪轂部分和多個負荷承載表面之間以在第一和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、26,122、126,222、226之間傳遞扭矩和旋轉(zhuǎn),同時容許軸向未對準以及制造和裝配公差累積。第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222可圍繞縱向主軸線旋轉(zhuǎn),且第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件24可圍繞縱向副軸線旋轉(zhuǎn)。第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226的圓柱形輪轂部分可設(shè)置成用于通過與中心齒輪72、172、272相關(guān)聯(lián)的行星齒輪驅(qū)動系統(tǒng)可操作地驅(qū)動第二可旋轉(zhuǎn)軸24,并可包括用于容納第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222的內(nèi)部表面28、128、228。第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226的圓柱形輪轂部分可操作用于容許第一和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、24、122、222之間的軸向未對準。多個負荷承載表面32、132、232可與第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222相關(guān)聯(lián)并通過多個彈簧42、142、242接合。多個負荷承載表面32、132、232可容許第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222和第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226的圓柱形輪轂部分之間的徑向間隙34、36、134、136、234。多個負荷承載表面32、132、232可通過多個彈簧42、142、242將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動扭矩從第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222傳遞到第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226的圓柱形輪轂部分。多個彈簧42、142、242中的每一個可具有第一接觸點46a、146a、246a和第二接觸點46b、146b、246b,且操作用于將扭矩從第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件22、122、222傳遞到第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件26、126、226的圓柱形輪轂部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到,多個彈簧42、142、242可以形成為單個一體整體部件,使得連接環(huán)構(gòu)件將各個片彈簧凸出部附接到彼此。保持夾和保持環(huán)還可與單個一體整體部件整體地形成。多個彈簧42、142、242或單個一體整體彈簧配置可以由沖壓材料形成。
雖然已經(jīng)結(jié)合目前認為最可實現(xiàn)和優(yōu)選的實施例方式描述了本發(fā)明,但應(yīng)當指出,本發(fā)明不受公開的實施方式限制,相反,本發(fā)明覆蓋所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種變化及等價安排,該范圍將按最廣義的解釋,以便涵蓋法律所允許的所有這種變化及等價結(jié)構(gòu)。