凸轮定相系统的制作方法

凸轮定相系统
1.本技术是申请日为2018年1月22日、申请号为201810059772.0、名称为“凸轮定相系统和方法”的发明专利申请的分案申请。
2.相关申请的交叉引用
3.本技术要求2017年1月20日提交的美国临时专利申请第62/448,611号、2017年1月22日提交的美国临时专利申请第62/449,096号、2017年1月22日提交的美国临时专利申请第62/449,098号的优先权，它们的内容以参见的方式纳入本文。
技术领域
4.本公开一般地涉及在内燃机上的凸轮定相，并且更具体地涉及带有螺旋锁定设计的凸轮定相系统以及相关的方法。


背景技术：

5.目前，凸轮定相系统能够具有旋转致动器或移相器，可以构造成使凸轮轴相对于内燃机的曲轴旋转。目前，移相器可以被液压致动、电力致动或机械致动。典型地，机械致动的移相器得到凸轮扭矩脉冲，从而能使移相器旋转。这一操作仅允许移相器沿凸轮扭矩脉冲的方向旋转。另外，移相器的旋转的速度和在凸轮扭矩脉冲结束后的移相器的停止位置尤其与凸轮扭矩脉冲的大小、方向和发动机的速度相关。因而，移相器旋转的速度和停止位置不能通过这样的机械凸轮定相系统直接控制。由于凸轮扭矩脉冲能相对于机械凸轮定相系统的减幅更大，因此，移相器能容易地高于或低于所希望的旋转量，其能导致机械凸轮定相系统连续地开关循环、或需要非常快的控制。


技术实现要素：

6.在某些非限制性的实例中，凸轮定相系统设置成具有相较于现有的机械凸轮定相系统更少数量的部件。凸轮定相系统具有螺旋设计，其构造成在凸轮扭矩脉冲期间摩擦锁定输入部件或将凸轮扭矩脉冲转换成较小的轴向力。
7.在某些方面，本公开提供一种凸轮定相系统，构造成对内燃机上的凸轮轴与曲轴之间的旋转关系进行改变。凸轮定相系统包括：曲柄联接部件，所述曲柄联接部件构造成与所述曲轴联接；以及凸轮联接部件，所述凸轮联接部件构造成与所述凸轮轴联接。所述凸轮联接部件具有第一螺旋特性。所述凸轮定相系统还包括输入部件，所述输入部件具有第二螺旋特性。所述第二螺旋特性构造成与所述第一螺旋特性相互作用，以改变所述凸轮轴与所述曲轴之间的旋转关系。所述第一螺旋特性与所述第二螺旋特性之间的相互作用构造成在旋转扭矩事件的期间，将所述凸轮联接部件摩擦锁定到所述输入部件。
8.在本公开的某些方面，致动器联接到输入部件。
9.在本公开的某些方面，致动器构造成将输入力施加于输入部件。
10.在本公开的某些方面，顺应机构联接在输入部件与致动器之间。
11.在本公开的某些方面，顺应机构构造成将来自致动器的输入力传送至所述输入部
件，以确保凸轮联接部件相对于曲柄联接部件到达所希望的旋转位置。
12.在某些方面，本公开提供一种凸轮定相系统，构造成对内燃机上的凸轮轴与曲轴之间的旋转关系进行改变。所述凸轮定相系统包括：链轮毂，所述链轮毂构造成与所述曲轴联接；以及摇架转子，所述摇架转子构造成与所述凸轮轴联接。所述摇架转子具有螺旋特性。所述凸轮定相系统还包括螺旋杆，所述螺旋杆具有花键，所述花键具有螺旋部，所述螺旋部构造成与所述摇架转子的所述螺旋特性相互作用，以改变所述凸轮轴与所述曲轴之间的旋转关系。所述螺旋特性与所述螺旋部之间的相互作用构造成在旋转扭矩事件的期间，将所述摇架转子摩擦锁定到所述螺旋杆。
13.在本公开的某些方面，致动器联接到螺旋杆。
14.在本公开的某些方面，致动器构造成将输入力施加于螺旋杆。
15.在本公开的某些方面，顺应机构联接在螺旋杆与致动器之间。
16.在本公开的某些方面，顺应机构构造成将来自所述致动器的输入力传送至所述螺旋杆，以确保摇架转子相对于链轮毂到达所希望的旋转位置。
17.在本公开的某些方面，螺旋特性限定出大于大约50度的螺旋角。
18.在本公开的某些方面，螺旋特性限定出大于大约60度的螺旋角。
19.在本公开的某些方面，端板联接到链轮毂。
20.在某些方面，端板具有中心孔口，所述中心孔口具有突起，所述突起构造成与所述螺旋杆接合，并且禁止所述螺旋杆相对于端板旋转。
21.在本公开的某些方面，摇架转子具有多个螺旋特性，所述多个螺旋特性在摇架转子的内孔周围沿周向布置。
22.在本公开的某些方面，多个螺旋特性各自在内孔中限定出径向凹槽，所述径向凹槽在所述多个螺旋特性沿所述内孔轴向地延伸时限定出螺旋轮廓。
23.在本公开的某些方面，螺旋杆具有多个花键，所述多个花键在螺旋杆上沿周向布置，并且每个花键具有螺旋部和轴向部。
24.在本公开的某些方面，摇架转子构造成相对于链轮毂在0度至360度之间的旋转范围内旋转。
25.在本公开的某些方面，摇架转子构造成被接纳在链轮毂的内孔内。
26.在本公开的某些方面，摇架转子被禁止相对于链轮毂沿轴向移位。
27.在某些方面，本公开提供一种凸轮定相系统，构造成对内燃机上的凸轮轴与曲轴之间的旋转关系进行改变。凸轮定相系统包括：曲柄联接部件，所述曲柄联接部件构造成与所述曲轴联接；以及凸轮联接部件，所述凸轮联接部件构造成与所述凸轮轴联接。所述凸轮联接部件具有第一螺旋特性。所述凸轮定相系统还包括输入部件，所述输入部件具有第二螺旋特性。所述第二螺旋特性构造成与所述第一螺旋特性相互作用，以改变所述凸轮轴与所述曲轴之间的旋转关系。所述第一螺旋特性和所述第二螺旋特性之间的相互作用构造成将来自所述凸轮联接部件的旋转扭矩传送至作用于所述输入部件的轴向力，所述输入部件选择性地被外部力所支承。
28.在本公开的某些方面，外部力由线性离合器提供。
29.在本公开的某些方面，推拉联接件布置在线性离合器与输入部件之间。
30.在本公开的某些方面，推拉联接件包括自对准轴承，所述自对准轴承构造成容纳
线性离合器与输入部件之间的角度失准。
31.在本公开的某些方面，推拉联接件具有：第一轴承，所述第一轴承构造成与一部件联接；以及第二轴承，所述第二轴承构造成与线性离合器联接，所述第一轴承与所述第二轴承被禁止相对于彼此沿轴向移位，而允许在所述第一轴承与所述第二轴承之间旋转运动。
32.在本公开的某些方面，推拉联接件具有：联接头，所述联接头具有多个径向挠曲臂，所述多个径向挠曲臂与线性离合器联接；外壳，所述外壳构造成与输入部件联接；以及轴承组件，所述轴承组件具有轴承和内壳体，所述联接头与所述轴承联接，并且所述联接头被阻止与所述外壳和所述输入部件一起旋转。
33.在本公开的某些方面，线性离合器具有锁定组件，所述锁定组件具有第一锁定构件和第二锁定构件，其中，所述第一锁定构件和所述第二锁定构件每个能在锁定状态与未锁定状态之间移动。
34.在本公开的某些方面，当第一锁定组件处于锁定状态时，输入部件被阻止在第一方向上沿轴向平移，并且当所述第一锁定组件处于未锁定状态时，所述输入部件被允许在所述第一方向上沿轴向移位。
35.在本公开的某些方面，当第二锁定组件处于锁定状态时，输入部件被阻止在与第一方向相反的第二方向上沿轴向平移，并且当所述第二锁定组件处于未锁定状态时，所述输入部件被允许在所述第二方向上沿轴向移位。
36.在本公开的某些方面，在没有轴向输入力被施加于输入部件的自由状态下，第一锁定组件和第二锁定组件处于锁定状态，且阻止作用于凸轮联接部件的旋转扭矩，以免使所述输入部件沿轴向平移。
37.在本公开的某些方面，锁定组件在曲柄联接部件外部布置。
38.在本公开的某些方面，锁定组件在曲柄联接部件内部布置。
39.在本公开的某些方面，顺应机构联接在线性离合器与致动器之间。
40.在本公开的某些方面，顺应机构构造成从致动器将输入力传送至所述线性离合器，以确保凸轮联接部件相对于曲柄联接部件到达所希望的旋转位置。
41.在本公开的某些方面，顺应机构在曲柄联接部件外部布置。
42.在本公开的某些方面，顺应机构在曲柄联接部件内部布置。
43.在某些方面，本公开提供一种凸轮定相系统，构造成对内燃机上的凸轮轴与曲轴之间的旋转关系进行改变。所述凸轮定相系统包括：链轮毂，所述链轮毂构造成与所述曲轴联接；以及摇架转子，所述摇架转子构造成与所述凸轮轴联接。所述摇架转子具有螺旋特性。所述凸轮定相系统还包括螺旋杆，所述螺旋杆具有花键，所述花键具有螺旋部，所述螺旋部构造成与所述摇架转子的所述螺旋特性相互作用，以改变所述凸轮轴与所述曲轴之间的旋转关系。所述第一螺旋特性和所述第二螺旋特性之间的相互作用构造成将来自所述摇架转子的旋转扭矩传送至作用于所述螺旋杆的轴向力，所述螺旋杆选择性地被外部力所支承。
44.在本公开的某些方面，外部力由线性离合器提供。
45.在本公开的某些方面，推拉联接件布置在线性离合器与螺旋杆之间。
46.在本公开的某些方面，推拉联接件包括自对准轴承，所述自对准轴承构造成容纳线性离合器与螺旋杆之间的角度失准。
47.在本公开的某些方面，推拉联接件具有：第一轴承，所述第一轴承构造成与一部件联接；以及第二轴承，所述第二轴承构造成与线性离合器联接，所述第一轴承与所述第二轴承被禁止相对于彼此沿轴向移位，而允许在所述第一轴承与所述第二轴承之间旋转运动。
48.在本公开的某些方面，推拉联接件具有：联接头，所述联接头具有多个径向挠曲臂，所述多个径向挠曲臂与线性离合器联接；外壳，所述外壳构造成与螺旋杆联接；以及轴承组件，所述轴承组件具有轴承和内壳体，所述联接头与所述轴承联接，并且所述联接头被阻止与所述外壳和所述螺旋杆一起旋转。
49.在本公开的某些方面，线性离合器具有锁定组件，所述锁定组件具有第一锁定构件和第二锁定构件，其中，所述第一锁定构件和所述第二锁定构件每个能在锁定状态与未锁定状态之间移动。
50.在本公开的某些方面，当第一锁定组件处于锁定状态时，螺旋杆被阻止在第一方向上沿轴向平移，并且当所述第一锁定组件处于未锁定状态时，所述螺旋杆被允许在所述第一方向上沿轴向移位。
51.在本公开的某些方面，当第二锁定组件处于锁定状态时，螺旋杆被阻止在与第一方向相反的第二方向上沿轴向平移，并且当所述第二锁定组件处于未锁定状态时，所述螺旋杆被允许在所述第二方向上沿轴向移位。
52.在本公开的某些方面，在没有轴向输入力被施加于螺旋杆的自由状态下，第一锁定组件和第二锁定组件处于锁定状态，且阻止作用于凸轮联接部件的旋转扭矩，以免使所述螺旋杆沿轴向平移。
53.在本公开的某些方面，锁定组件在曲柄联接部件外部布置。
54.在本公开的某些方面，锁定组件在曲柄联接部件内部布置。
55.在本公开的某些方面，顺应机构联接在线性离合器与致动器之间。
56.在本公开的某些方面，顺应机构构造成从致动器将输入力传送至所述线性离合器，以确保凸轮联接部件相对于曲柄联接部件到达所希望的旋转位置。
57.在本公开的某些方面，顺应机构在曲柄联接部件外部布置。
58.在本公开的某些方面，顺应机构在曲柄联接部件内部布置。
59.在某些方面，本公开提供一种凸轮定相系统，构造成对内燃机上的凸轮轴与曲轴之间的旋转关系进行改变。所述凸轮定相系统包括：链轮毂，所述链轮毂构造成与所述曲轴联接；以及摇架转子，所述摇架转子构造成与所述凸轮轴联接。所述凸轮联接部件具有第一螺旋特性。所述凸轮定相系统还包括螺旋杆，所述螺旋杆具有第二螺旋特性。所述第二螺旋特性构造成与所述第一螺旋特性相互作用，以改变所述凸轮轴与所述曲轴之间的旋转关系。所述凸轮定相系统还包括线性离合器，所述线性离合器具有输入部件和锁定组件，其中，所述输入部件构造成接收输入力，所述锁定组件构造成选择性地限制或允许在所述摇架转子与所述链轮毂之间的相对运动。
60.在某些方面，本公开提供一种凸轮定相系统，构造成对内燃机上的凸轮轴与曲轴之间的旋转关系进行改变。所述凸轮定相系统具有至少两个螺旋部段。每个螺旋部段包括：曲柄联接管，所述曲柄联接管具有曲柄螺旋突起；凸轮联接管，所述凸轮联接管具有凸轮螺旋突起；第一输入环，所述第一输入环具有第一螺旋凹槽；以及第二输入环，所述第二输入环具有第二螺旋凹槽。所述曲柄螺旋突起被接纳在所述第一螺旋凹槽内，所述凸轮螺旋突
起被接纳在所述第二螺旋凹槽内。所述第一输入环和所述第二输入环被沿轴向交替地堆叠，并且构造成相对于所述曲柄联接管和所述凸轮联接管沿轴向移位。当所述第一输入环和所述第二输入环沿轴向移位时，所述凸轮联接管相对于所述曲柄联接管旋转。
61.在本公开的某些方面，曲柄螺旋突起与第一螺旋凹槽之间的相互作用和凸轮螺旋突起与第二螺旋凹槽之间的相互作用被构造成在旋转扭矩事件的期间，将曲柄联接管相对于凸轮联接管摩擦锁定。
62.在某些方面，本公开提供一种顺应机构，所述顺应机构构造成被联接在第一部件与第二部件之间。所述第一部件构造成提供输入力，以使所述第二部件沿第一方向或第二方向移动至所希望的位置，并且所述第二部件沿所述第一方向或所述第二方向承受外部力。所述顺应机构具有：第一零件，所述第一零件构造成与所述第一部件联接；第二零件，所述第二零件构造成与所述第二部件联接；以及弹簧，所述弹簧被联接在所述第一零件与所述第二零件之间。所述弹簧构造成将相对于所述输入力的力从所述第一部件提供至所述第二部件，以确保所述第二部件到达所希望的位置，而无关于所述外部力的方向、大小和时机。
63.在本公开的某些方面，第一零件是具有内孔的外壳。
64.在本公开的某些方面，第二零件可滑动地被接纳在内孔内。
65.在本公开的某些方面中，内孔限定出致动腔、弹簧腔和螺纹孔。
66.在本公开的某些方面，外壳具有联接孔口，所述联接孔口构造成能使第一部件与所述外壳联接。
67.在本公开的某些方面，外壳具有释放端口，所述释放端口构造成提供致动腔与所述外壳外部的环境之间的流体连通。
68.在本公开的某些方面，偏置元件构造成对第一零件和第二零件提供预负载。
69.在本公开的某些方面，推拉联接件具有第一垫圈和第二垫圈。
70.在本公开的某些方面，偏置元件被布置在第一垫圈与第二垫圈之间。
71.在本公开的某些方面，偏置元件构造成将预负载提供至第一垫圈和第二垫圈上，以使所述第一垫圈和所述第二垫圈彼此远离地偏置。
72.在本公开的某些方面，第一垫圈相对于第一零件上的凸缘偏置。
73.在本公开的某些方面，第二垫圈相对于第二零件的第一端偏置。
74.在某些方面，本公开提供一种顺应机构，所述顺应机构构造成被联接在第一部件与第二部件之间。所述第一部件构造成提供输入力，以使所述第二部件沿第一方向或第二方向移动至所希望的位置。所述第二部件沿所述第一方向或所述第二方向承受外部力。所述顺应机构具有：外壳，所述外壳构造成与所述第一部件联接；零件，所述零件与所述第二部件联接；以及偏置元件，所述偏置元件联接在所述外壳与所述零件之间。第一相对关系被限定在所述外壳与所述零件之间，所述偏置元件构造成提供偏置力，所述偏置力确保所述第一相对关系在所述外壳与所述零件之间得到保持。
75.在某些方面，本公开提供一种顺应机构，所述顺应机构构造成被联接在第一部件与第二部件之间。所述第一部件构造成提供输入力，以使所述第二部件沿第一方向或第二方向移动至所希望的位置。所述顺应机构具有：线圈部，所述线圈部构造成与所述第二部件联接；第一端，所述第一端从所述线圈部延伸，并与所述第一部件联接；以及第二端，所述第
二端从所述线圈部延伸，并且与所述第一部件联接。提供至所述第一部件的所述输入力使所述第一端相对于所述第二端偏置，以产生偏置力，所述偏置力确保所述线圈部的移动，进而确保所述第二部件到达所希望的位置，而无关于所述外部力的方向、大小和时机。
76.在某些方面，本发明提供一种推拉联接件，所述推拉联接件具有：外壳，所述外壳限定有内孔；第一轴承，所述第一轴承构造成被接纳在所述内孔的第一端内；以及第二轴承，所述第二轴承构造成被接纳在所述内孔的第二端内。
77.在本公开的某些方面，所述推拉联接件具有限定有内孔的外壳。
78.在本公开的某些方面，外壳限定为大致圆筒状。
79.在本公开的某些方面，第一轴承构造成被接纳在内孔的第一端内，并且第二轴承构造成被接纳在所述内孔的第二端内。
80.在本公开的某些方面，第一轴承和第二轴承被压配至内孔中。
81.在本公开的某些方面，第一轴承和第二轴承是自对准轴承。
82.在本公开的某些方面，第一轴承具有第一联接孔口，第二轴承具有第二联接孔口。
83.在本公开的某些方面，第一联接孔口构造成将第一轴承与第一部件联接，第二联接孔口构造成将第二轴承与第二部件联接。
84.在本公开的某些方面，第一部件是旋转部件。
85.在本公开的某些方面，第二部件是非旋转部件。
86.在本公开的某些方面，第二部件是旋转部件。
87.在本公开的某些方面，第一轴承和第二轴承构造成容纳在第一部件与第二部件之间的径向偏差。
88.在本公开的某些方面，第一轴承和第二轴承构造成容纳在第一部件与第二部件之间的角度偏差。
89.在本公开的某些方面，轴构造成将所述第一轴承与所述第二轴承连接。
90.在本公开的某些方面，第一轴承具有第一联接孔口，第二轴承具有第二联接孔口。
91.在本公开的某些方向，轴的尺寸设定成能被接纳在第一联接孔口和第二联接孔口内。
92.本发明的前述及其它方面和优点将在下文的描述中体现。在说明书中，参考了构成说明书一部分的附图，在其中，以例示的方式示出了本发明的优选实施方式。这一实施方式未必体现本发明的整个范围，但是，可参考权利要求书，并且在此用于解释本发明的范围。
附图说明
93.在考虑到下面详细的描述后，本发明将被更好地理解，不同于先前所提出的特征、方面和优点将变得显而易见。这一详细的描述参考下面的附图。
94.图1是本公开的一个方面的布置在旋转部件与非旋转部件之间的推拉联接件的示意图。
95.图2是本公开的一个方面的布置在两个旋转部件之间的推拉联接件的示意图。
96.图3是本公开的一个方面的推拉联接件的分解的左方、上方、后方等距视图。
97.图4是处于组装状态下的图3的推拉联接件的剖视图。
98.图5是联接在旋转部件与径向失准的非旋转部件之间的图3的推拉联接件的示意图。
99.图6是联接在旋转部件与角度失准的非旋转部件之间的图3的推拉联接件的示意图。
100.图7是联接在旋转部件与角度及径向失准的非旋转部件之间的图3的推拉联接件的示意图。
101.图8是本公开的另一个方面的推拉联接件的分解的左方、上方、后方等距视图。
102.图9是图8的推拉联接件的左方、上方、后方等距视图。
103.图10是沿图9的线10-10剖切的图8的推拉联接件的剖视图。
104.图11是本公开的又一个方面的推拉联接件的分解的右方、上方、后方等距视图。
105.图12是图11的推拉联接件的右方、上方、后方等距视图。
106.图13是沿图12的线13-13剖切的图11的推拉联接件的剖视图。
107.图14是本公开的一个方面的布置在第一部件与第二部件之间的顺应机构的示意图。
108.图15是本公开的一个方面的顺应机构的分解的左方、上方、后方等距视图。
109.图16是图15的顺应机构的局部分解的左方、上方、后方等距视图。
110.图17是沿图16的线17-17剖切的图15的顺应机构的剖视图，其中，所述顺应机构已被组装。
111.图18是沿图16的线18-18剖切的图15的顺应机构的剖视图，其中，所述顺应机构已与第一部件和第二部件联接。
112.图19是本公开的另一个方面的内部顺应机构的右方、上方、前方等距视图。
113.图20是本公开的一个方面的安装在凸轮定相系统内的内部顺应机构的前视图。
114.图21是本公开的一个方面的凸轮定相系统的示意图。
115.图22是本公开的一个方面的凸轮定相系统的分解的上方、前方、右方等距视图。
116.图23是沿线23-23剖切的图22的凸轮定相系统的摇架转子的剖视图。
117.图24是沿图22的线24-24剖切的图22的凸轮定相系统的剖视图。
118.图25是本公开的另一个方面的凸轮定相系统的分解的上方、前方、右方等距视图。
119.图26是图25的凸轮定相系统的剖视图。
120.图27是具有外部线性离合器的图22的凸轮定相系统的上方、前方、右方等距视图。
121.图28是沿线28-28剖切的图27的凸轮定相系统的剖视图。
122.图29是图28的线性离合器的放大图。
123.图30是本公开的另一个方面的凸轮定相系统的分解的上方、前方、右方等距视图。
124.图31是端板移除了的图30的凸轮定相系统的上方、前方、右方等距视图。
125.图32是图30的凸轮定相系统的剖视图。
具体实施方式
126.在详细阐述本发明的任何方面之前，应理解，本发明在其应用方面并不被限制于以下说明书提出的或附图中所示出的部件的构造和布置的细节。本发明能够有其他构造，并能且以各种方式实践或实施。此外，应理解，本文所用的词语或术语是为了说明的目的而
不应看作为限制。本文使用“包括”、“包含”和“具有”及其变型意味着包含了之后所列的物品及其等同物以及附加的物件。除非确切说明或以其他方式限定，术语“安装”、“连接”、“支承”和“联接”及其变型广义地使用且包含直接和间接的安装、连接、支承以及联接。此外，“连接”和“联接”不限制于物理的或机械的连接或联接。
127.提供以下论述以使本领域技术人员能够制造并使用本发明的各方面。对所述构造的各种改型对本领域的技术人员而言将是十分显然的，并且本文的一般原理可应用于其他构造和应用，而不脱离本发明的各方面。因此，本发明的各方面并不意在限制于所示的实施例，而是为与本文所披露的原理和特征一致的最宽范围符合。应参考附图来阅读以下详细描述，其中不同附图中的相同元件具有相同的附图标记。不一定依照比例绘制的附图示出选定的构造，并且不意在限制本发明的实施例的范围。本领域技术人员会认可本文所提供的非限制性示例具有许多有用的替代方式并且落入本发明的范围内。
128.在一些机械系统中，会需要连接机构来将一旋转部件附连到非旋转部件或者另一旋转部件。这种机械系统的一个非限制性示例是凸轮定相应用。在凸轮定相应用中，目标是选择性改变例如位于内燃机上的曲轴和凸轮轴(之间)的相位(即，凸轮轴和曲轴之间的旋转关系)。这可经由多种致动方法来实现。例如，在美国专利申请15/216,352('352专利)中描述了可应用于本发明的各种凸轮定相系统和方法，整个内容以参见的方式纳入本文。
129.在一些凸轮定相系统中，轴向运动(例如，经由直线致动器)可被转化成改变凸轮轴和曲轴之间的相位的旋转运动。在这些结构中，施加轴向力以提供直线运动并且致动该系统。这可以是有利的，因为无需施加轴向力的致动机构来像凸轮定相系统的其余部件那样随凸轮轴旋转。然而，在一些其它凸轮定相系统中，会施加旋转输入力来改变凸轮轴和曲轴之间的相位。
130.在例如这些凸轮定相系统中，会需要联接机构来将随凸轮轴旋转的相位器附连到可以旋转或可以不旋转的致动机构。本发明提供了用于推拉联接件的系统和方法，其可布置在一旋转部件和非旋转部件或另一旋转部件之间。
131.图1示出了根据本发明的推拉联接件10的一个非限制性应用。如图1中所示，推拉联接件10可联接于旋转部件12和非旋转部件14之间。推拉联接件10构造成允许旋转部件12和非旋转部件14之间的高速旋转自由度。即，推拉联接件10使旋转部件12能相对于非旋转部件14旋转，而却不会将旋转运动赋予非旋转部件14。推拉联接件10还构造成阻止旋转部件12和非旋转部件14之间的相对轴向运动。即，推拉联接件10构造成将轴向运动从非旋转部件14直接传递到旋转部件12，而在它们之间没有任何相对轴向运动。
132.推拉联接件10还允许旋转部件12和非旋转部件14之间的不对准。在一些非限制性示例中，推拉联接件10可构造成补偿旋转部件12和非旋转部件14之间的轴向不对准和/或角度不对准。即，旋转部件12和非旋转部件14可轴向不对准或者角度上不对准，而推拉联接件10还仍便于旋转部件12和非旋转部件14之间的联接及其操作。
133.图2示出了根据本发明的推拉联接件10的另一个应用。如图2中所示，推拉联接件10可联接于第一旋转部件16和第二旋转部件18之间。参照图1上述的推拉联接件10的功能性和优势也应用于图2的构造。
134.图3和4示出了根据本发明的推拉联接件10的一个非限制性应用。推拉联接件10包括外壳20、第一轴承22和第二轴承24。外壳20限定具有内孔26的大致圆柱形形状。内孔26限
定了中心轴线27和直径di，该直径di的尺寸设计成接纳第一轴承22和第二轴承24。
135.第一轴承22构造成接纳于内孔26的第一端28内，而第二轴承24构造成接纳于内孔26的与第一端28相对的第二端30内。在一些非限制性示例中，为了组装推拉联接件10，第一轴承22可压配到内孔26的第一端28中，而第二轴承24可压配到内孔26的第二端30中。内孔26的直径di可便于第一轴承22和第二轴承24之间的压配，该直径的尺寸设计成确保第一轴承22和第二轴承24可摩擦地固定在内孔26内。在其它非限制性示例中，可利用另一固定机构来将第一轴承22和第二轴承24固定在外壳20内(例如，键合特征，在内孔26中的台阶状直径，销等)。
136.第一轴承22包括第一联接孔32，而第二轴承24包括第二联接孔34。在图1的非限制性应用中，第一联接孔32可构造成将第一轴承22联接到旋转部件12和非旋转部件14中的一者，而第二联接孔34可构造成将第二轴承24联接到旋转部件12和非旋转部件14中的另一者。在图2的非限制性应用中，第一联接孔32可构造成将第一轴承22联接到第一旋转部件16和第二旋转部件18中的一者，而第二联接孔34可构造成将第二轴承24联接到第一旋转部件16和第二旋转部件18中的另一者。
137.在一些非限制性示例中，第一轴承22和第二轴承24可以呈球面滚子轴承的形式。在其它非限制性示例中，第一轴承22和第二轴承24可以呈球面滑动轴承的形式、自对准轴承、自对准球轴承、环面滚子轴承、推力球面滚子轴承或者可处理不对准的其它轴承。例如，如图4-7中所示，第一轴承22可包括第一外圈36、第一内圈38和径向地布置在第一外圈36和第一内圈38之间的第一滚子圈40。第一外圈36的外直径可压配到内孔26中，且第一联接孔32可由第一内圈38的内直径形成。第一多个滚子41(例如，球面滚子或轴承)可沿周向围绕第一外圈36和第一内圈38布置，并且通过第一滚子圈40固定在第一外圈36和第一内圈38之间。在操作中，第一多个滚子41可以使第一内圈38相对于固定到外壳20的第一外圈36沿任何定向旋转运动。即，第一内圈38能够在第一外圈36内三维地旋转，以补偿由推拉联接件10联接的各部件之间的各种角度不对准和/或轴向不对准。类似于第一轴承22，第二轴承24也可包括第二外圈42、第二内圈44和第二滚子圈46，该第二滚子圈将第二多个滚子48固定在第二外圈42和第二内圈44之间。第二轴承24的操作和布置可类似于上述第一轴承22的操作和布置。例如，第二内圈44能够在第二外圈42内三维地旋转，以补偿由推拉联接件10联接的各部件之间的各种角度不对准和/或轴向不对准。
138.如上所述，推拉联接件10构造成适应由其联接的各部件之间的轴向不对准和/或角度不对准。在图5-7中示出这种功能性的各种非限制性示例。应理解到，尽管下面非限制性示例是参照图1的非限制性应用来描述的，但它们也应用于图2的非限制性应用。如图5中所示，当非旋转部件14轴向上未对准时，推拉联接件10可便于旋转部件12和非旋转部件14之间的联接。即，非旋转部件14可与中心轴线27和/或由旋转部件12限定的中心轴线轴向上偏移。推拉联接件10的设计和特性使得旋转部件12和非旋转部件14能够在该轴向不对准的结构中进行联接。在一些非限制性示例中，推拉联接件10的轴向长度可控制推拉联接件10可适应的轴向不对准量。具体来说，第一轴承22和第二轴承24之间的轴向偏差可允许推拉联接件10倾斜，并且第一轴承22和第二轴承24的旋转自由度可便于轴向不对准的各部件的联接。在应用中，推拉联接件10的轴向长度可足以适应第一轴承22和第二轴承24之间的预定的轴向偏差。应理解到，尽管非旋转部件14示出为轴向不对准，但如果旋转部件12也轴向
不对准(例如，与中心轴线27和/或由非旋转部件14限定的中心轴线偏移开)，则推拉联接件10可便于联接。
139.如图6中所示，当非旋转部件14角度上未对准时，推拉联接件10可便于旋转部件12和非旋转部件14之间的联接。即，非旋转部件14可布置成在非旋转部件14的中心轴线和中心轴线27之间限定角度a。推拉联接件10的设计和特性使得旋转部件12和非旋转部件14能够在该角度不对准的结构中进行联接。例如，如上所述，第一内圈38和第二内圈44可被允许分别在第一外圈36和第二外圈42中自由旋转。第一内圈38和第二内圈44的该旋转自由度可使得角度上不对准的部件进行联接，而不会损失推拉联接件10的功能性。应理解到，尽管非旋转部件14示出为角度不对准，但如果旋转部件12也角度不对准，则推拉联接件10可便于联接。
140.在一些非限制性示例中，推拉联接件10可便于使用单个轴承来联接角度不对准的各部件。例如，推拉联接件10可设有第一轴承22和第二轴承24中的一个，并且能便于角度不对准的各部件的联接。如上所述，使用两个轴承可向推拉联接件10提供能够应对轴向不对准的附加优势。
141.如图7中所示，当非旋转部件14径向不对准以及角度上不对准时，推拉联接件10可便于旋转部件12和非旋转部件14之间的联接。即，非旋转部件14可布置成由其限定的中心轴线与中心轴线27和/或由旋转部件12限定的中心轴线径向偏移，且在非旋转部件14的中心轴线和中心轴线27之间限定角度a。推拉联接件10的设计和特性使得旋转部件12和非旋转部件14能够在该径向不对准和角度不对准的结构中进行联接。例如，如上所述，第一内圈38和第二内圈44可被允许分别在第一外圈36和第二外圈42中自由旋转。第一内圈38和第二内圈44的这种旋转自由度连同可提供第一轴承22和第二轴承24之间的轴向偏移的推拉联接件10的长度可允许角度不对准和轴向不对准的各部件的联接，而不会损失推拉联接件10的功能性。应理解到，尽管非旋转部件14示出为径向不对准和角度不对准，但如果旋转部件也径向不对准和角度不对准，则推拉联接件10可便于联接。
142.在一些非限制性应用中，旋转部件12或第一旋转部件16可以是在'352专利中描述的星形转子(spider rotor)18、106、206、406、506或606之一中的一个，而非旋转部件14可以是施加直线力的直线致动器等。在此应用中，推拉联接件10能使星形转子18、106、206、406、506或606之一联接到直线致动器。由于推拉联接件10构造成抑制相对轴向运动，由直线致动器提供的轴向位移被直接传递到星形转子18、106、206、406、506或606之一，由此确保凸轮轴和曲轴之间的精确定相。此外，推拉联接件10使星形转子18、106、206、406、506或606之一能够随凸轮轴旋转(如果需要的话)，而不会将此旋转赋予直线致动器。以此方式，凸轮定相系统的组装和操作被简化，因为无需对直线致动器配线以旋转。因为推拉联接件10构造成适应星形转子18、106、206、406、506或606之一和直线致动器之间的径向不对准和/或角度不对准，所以进一步简化了组装。
143.应理解到，对于推拉联接件10如下的替代设计也是可行的，即这些替代设计仍抑制相对轴向运动，但允许旋转运动，并且可以补偿任何类型的径向不对准和/或角度不对准。例如，图8-10示出了根据本发明的一个方面的推拉联接件10的另一非限制性示例。如图8-10中所示，推拉联接件10可以不包括外壳20、但替代地轴36可用于连接第一轴承22和第二轴承24。轴36的尺寸可设计成接纳于第一轴承22的第一联接孔32和第二轴承24的第二联
接孔34内。在一个非限制性示例中，轴36可被压配到第一联接孔32和第二联接孔34中。在其它非限制性示例中，可利用另一固定机构来将轴36固定在第一联接孔32和第二联接孔34内(例如，键合特征、销等)。
144.图11示出了根据本发明的一个方面的推拉联接件10的另一非限制性示例。如图11中所示，推拉联接件10可包括致动器联接件50、轴承组件52和外壳54。致动器联接件50包括联接件头部56和远离联接件头部56轴向延伸的联接件轴58。联接件头部56限定球腔室57，该球腔室57构造成将致动器球60接纳于其内并固定到该致动器球60，以便于将致动器球60联接到致动器联接件50。致动器球60可附连到致动器(未示出)或者集成到该致动器内，该致动器构造成将输入力(例如，轴向力或者直线力)施加到致动器联接件50。
145.联接件头部56包括多个径向柔性臂62，这些径向柔性臂沿周向围绕联接件头部56布置。这些臂62分别由槽65分开，该槽径向延伸穿过联接件头部56。在所示非限制性示例中，球腔室57可限定于从臂62径向向内形成的凹陷部内。形成于联接件头部56内的槽64向臂62提供径向柔性，这可便于将致动器球60插入到联接件头部56的球腔室57内。在所示非限制性示例中，联接件头部56包括四个臂62和对应四个槽64。在其它非限制性示例中，联接件头部56可包括多于四个或少于四个臂62和/或多于四个或少于四个槽64。联接件轴58包括凹入沟槽65，该凹入沟槽布置在其一端处并且布置成轴向远离联接件头部56。
146.在所示非限制性示例中，轴承组件52包括轴承66和内壳体68。轴承66和内壳体68中的每个限定大致环形形状。轴承66包括外表面70和轴向延伸穿过轴承66的中心的内孔72。内孔72构造成将联接件轴58至少部分地接纳于其内。内壳体68构造成将轴承66至少部分地接纳于其内。具体来说，内壳体68限定具有一内直径的内表面74，该内直径的尺寸设计成将轴承66接纳于其内。内壳体68的内表面74包括沟槽76，该沟槽径向向内突出并且布置在其一端处。
147.在一些非限制性示例中，轴承66可包括一个或多个滚子(未示出)，滚子径向布置在轴承66的内孔72和轴承66的外表面70之间(例如参见第一轴承22和第二轴承24)。以此方式，轴承66可限定自对准轴承，该自对准轴承构造成补偿不对准，如下文中描述那样。在非限制性示例中，轴承66可以呈球面滚子轴承、球面滑动轴承、自对准球轴承、环面滚子轴承、推力球面滚子轴承或者可处理不对准的其它轴承。
148.在所示非限制性示例中，外壳54限定大致环形形状。外壳54包括位于其内表面78上的台阶状轮廓以及在其一端处径向延伸到外壳54中的凹入沟槽80。内表面78限定一台阶状轮廓，该台阶状轮廓的直径在沟槽82处减小，该沟槽82轴向布置于外壳54的相对两端之间。在一些非限制性示例中，沟槽82可轴向布置在如下位置，该位置使得内壳体68轴向完全插入外壳54。
149.参照图11-13，推拉联接件10可通过如下方式来进行组装，即，通过将轴承66轴向插入内壳体68的内表面74直到轴承66与沟槽76接合，这限制了轴承66沿内表面74的轴向位移。在轴承66轴向插入内壳体68的情况下，可将所得组件52轴向插入外壳54的内表面78，直至内壳体68与沟槽82接合，这限制了内壳体68沿内表面78的轴向位移。然后，可将卡圈84插入凹入沟槽80内。在将卡圈84安装到凹入沟槽80中的情况下，轴承66和内壳体68可轴向固定于外壳54内。
150.然后可将联接件轴58轴向插过轴承66的内孔72，以使得联接件轴58的凹入沟槽65
轴向延伸穿过内孔72。然后可将轴卡圈86安装到联接件轴58的凹入沟槽65内，以相对于轴承66、内壳体68和外壳54使致动器联接件50轴向固定。在组装好推拉联接件10的情况下，可将致动器球60插入球腔室57中。具体来说，臂62可径向向外移位，以使得致动器球60能滑动到球腔室57内。每个臂62包括布置在其径向内表面上的弧形表面88，该弧形表面构造成顺应于(符合)致动器球60的外表面。一旦致动器球60被完全插入球腔室57，弧形表面58就与致动器球60的外表面接合，并且臂62的径向柔性在致动器球60上提供了接触力，以将致动器球60和致动器(未示出)联接到致动器联接件50。应理解到用于组装推拉联接件10的上述步骤不意在以任何方式进行限制，而是推拉联接件10能以替代的次序进行组装。
151.在一些非限制性应用中，外壳54可联接到旋转部件12或第一旋转部件18。例如，外壳54可旋转联接到具有凸轮定相系统的部件和/或外壳54可以集成到凸轮定相系统中并且随其旋转。在任何情况下，外壳54可以随凸轮定相系统旋转，且内壳体68可随外壳54旋转。在一些非限制性示例中，在内壳体68和外壳54的内表面78之间存在摩擦配合。在一些非限制性示例中，内壳体68可键合到或者以其它方式可旋转地固定到外壳54。可以抑制内孔72或轴承66随内壳体68旋转。例如，联接件轴58和轴承66的内孔72之间的摩擦配合可以抑制轴承66的内孔72随内壳体68旋转。在一些非限制性示例中，联接件轴58可键合到或者以其它方式可旋转地固定到轴承66的内孔72。
152.如上所述，轴承66可包括一个或多个滚子或者滚珠(未示出)，它们径向布置在轴承66的内孔72和轴承66的外表面70之间。这些滚子可便于轴承66的表面70相对于轴承66的内孔72进行旋转。此外，轴承66可起到类似于文中所述的第一轴承22和第二轴承24的功能。例如，轴承66的内孔72可被允许相对于轴承66的外表面70沿任何定向旋转运动。即，轴承66的内孔72能够在轴承66的外表面70内三维旋转，以补偿凸轮定相系统和致动器(未示出)之间的各种角度不对准和/或轴向不对准。替代地或者附加地，联接到致动器(未示出)或者集成到该致动器的致动器球60可以可旋转地联接在球腔室57中，以提供附加的不对准补偿。
153.在一些机械系统中，在两个或更多个部件之间需要相对运动。这种相对运动例如是直线的、轴向的、旋转的或者螺旋形的，仅列出一些情况。在一些示例中，可以通过由一个部件直接或者间接提供到另一部件上的输入力来开始这种相对运动。在这些系统中，两个或更多个部件之间的相对运动可以在一个或多个时间间隔中被自发锁定。在这些锁定事件下，可阻止各部件相对彼此运动。例如，诸如摩擦力、扭矩脉冲等的外部力可施加于该系统，从而抑制上述相对运动。这些锁定事件可抑制输入力传递到部件，并且由此部件如期望地不会进行相对运动。于是，输入力必须适当定时从而在与锁定事件不重叠的时间施加，但这增加了机械系统的复杂度和设计。
154.这种机械系统的一个非限制性示例是凸轮定相应用。在凸轮定相应用中，目标是改变例如内燃机上的曲轴和凸轮轴之间的相位角(即，它们之间的旋转关系)。在凸轮定相系统中改变相位角可以通过多种致动机构来完成。例如，在'352专利中描述了可应用于本发明的凸轮定相系统和方法。
155.如在'352专利中所描述的，在一些凸轮定相系统中，轴向运动(例如，经由直线致动器)可被转化成改变曲轴和凸轮轴之间的相位的旋转运动。在这些结构中，施加轴向力以提供直线运动并致动该系统。然而，在一些其它凸轮定相系统中，会施加旋转输入力来改变凸轮轴和曲轴之间的相位。无论输入机制如何，在发动机操作期间，在凸轮轴上存在由凸轮
凸角在气门弹簧上的力产生的扭矩脉冲。这些扭矩脉冲发生在发动机循环期间的正方向和负方向上(即，顺时针和逆时针方向)。发生扭矩脉冲会造成较大的外力，这些外力在正扭矩或者负扭矩期间(取决于致动或定相方向)锁定系统，并且阻止相位角改变。当凸轮轴上的扭矩脉冲去除或者沿与期望的相位方向相同的方向施加时，可以仅由系统改变相位角。因此，无法确保响应于给定的输入力产生期望的相位角变化。
156.在试图克服这个潜在的操作低效的情况下，本发明提供了一种顺应机构，该顺应机构构造成无论外力如何都提供输入位移并且确保达到期望的最终位置。
157.图14示出了根据本发明的一方面的顺应机构100的一个非限制性应用。如图14中所示，顺应机构100构造成联接于第一部件112和第二部件114之间。在所示非限制性示例中，针对第二部件114期望有一定的位移。第二部件114可构造成响应于由第一部件112施加的输入位移而相对于参照框架沿第一方向或者第二方向相对运动(例如，轴向运动、旋转运动、螺旋形运动等)。由第一部件112提供的输入位移构造成使第二部件114沿第一方向或第二方向(即，期望的方向)朝向期望的位置运动。即，由第一部件112提供的输入位移的量可与第二部件114沿期望方向的期望运动量成正比，以使得第二部件114到达期望位置。文中所用的术语“期望方向”是指使第二部件114运动以达到期望位置的方向(例如，第一方向或者第二方向)。然而，应理解到，在其它非限制性示例中，第一部件112可构造成响应于由第二部件114施加的输入位移而沿第一方向或第二方向相对运动(例如，轴向运动、旋转运动、螺旋形运动等)。
158.在操作时，第二部件114可沿第一方向或第二方向受到外力(例如，轴向力、旋转力、螺旋状力)，该外力可锁定第二部件114(这取决于期望的运动方向)，并且由此抑制第二部件114运动到期望位置。顺应机构100构造成使第一部件112无论何时施加了外力而能够在任何时间施加输入位移并且确保第二部件114到达期望位置。例如，第一部件112可在期望的时刻提供输入位移。如果在此时或者运动期间的任何时间朝向期望位置施加外力，则顺应机构100构造成确保输入位移将力施加给第二部件114直至第二部件114到达期望位置。即，顺应机构100构造成当沿与期望方向相反的方向以及沿与期望方向相同的方向去除了外力或者外力不存在时，将由第一部件112施加的输入位移传递到第二部件114。因此，顺应机构100将继续将输入力从第一部件112传递到第二部件114，直至第二部件114达到期望位置。
159.图15-17示出了根据本发明的一方面的顺应机构100的一个非限制性示例。如图15-17中所示，顺应机构100包括外壳116、第一销118和第二销120。外壳116限定大致圆柱形形状。在其它非限制性示例中，外壳116可如期望地限定另一形状，例如椭圆形、矩形、多边形等。外壳116包括内孔122，该内孔122限定致动腔室124、弹簧腔室126和螺纹孔128。内孔122限定了台阶状几何形状，其中，螺纹孔128的直径比弹簧腔室126的直径大，而弹簧腔室126的直径比致动腔室124的直径大。应理解到这只是内孔122的一个非限制性设计，并且在其它非限制性设计中，内孔122可以限定例如均一的几何形状。
160.致动腔室124包括联接孔130和释放端口132。联接孔130从外壳116的第一侧134轴向延伸到外壳116内。外壳116可构造成联接第一部件112和第二部件114中的一个。特别是，外壳116的联接孔130可构造成联接第一部件112和第二部件114中的一个。释放端口132径向延伸穿过外壳116并且提供致动腔室124与周围大气之间的流体连通。
161.第一销118包括第一端136、第二端138和布置在第一端136和第二端138之间的弹簧部分140。第一端136的尺寸设计成可滑动地接纳于内孔122的致动腔室124内。偏置元件142构造成沿第一销118的弹簧部分140并且围绕该弹簧部分布置。所示偏置元件142呈弹簧的形式。弹簧142构造成压缩于第一垫片144和第二垫片146之间。第一垫片144的尺寸设计成第一销118的弹簧部分140延伸穿过第一垫片。第一垫片144的尺寸设计成可滑动地接纳于内孔122的弹簧腔室126内。第一垫片144构造成起到用于弹簧142的第一侧148的止挡件。第二垫片146的尺寸设计成第一销118的弹簧部分140延伸穿过第二垫片。第二垫片146的尺寸设计成可滑动地接纳于内孔122的弹簧腔室126内。第二垫片146构造成起到用于弹簧142的与第一侧148相对的第二侧150的止挡件。
162.第二销120包括第一端152、第二端154和联接孔156。第二销120可构造成联接到第一部件112和第二部件114中未联接到外壳116的另一个。特别是，第二销120的第二端154可构造成联接到第一部件112和第二部件114中未联接到外壳116的另一个。第二销120可构造成联接到第一销118。特别是，第二销120的联接孔156可构造成联接到第一销118的第二端138。螺纹盖158限定大致环形形状并且尺寸设计成可滑动地接纳第二销120的第二端154的至少一部分穿过其间。螺纹盖158的尺寸设计成接纳于内孔122的螺纹孔128内。
163.将参照图18描述顺应机构100的操作的一非限制性示例。在该非限制性示例中，壳体116可联接到第一部件112，并且第二销120可联接到第二部件114。第一部件12可构造成能提供直接对应于第二部件114的期望运动(例如轴向、旋转或螺旋运动)方向和幅度的输入位移(例如，轴向、旋转或螺旋输入位移)。但是，应理解，以下性质和优点也可以应用于非限制性示例，其中第二部件114提供直接对应于第一部件112的期望运动方向和幅度的输入位移。
164.在操作期间，响应于由第一部件112提供的输入位移，第二部件114可以被构造成相对于参照系沿第一方向或第二方向移动到期望的位置。由第一部件112的输入位移提供的方向和幅度与第二部件114的期望位置直接相关。然而，在操作期间，第二部件114可能受到沿第一方向或第二方向上的外力(例如，轴向、旋转、螺旋等等)，该外力可锁定第二部件114(取决于期望的运动方向)，从而抑制第二部件114移动到期望的位置。
165.初始地，可以在壳体116与第一销118和第二销120之间限定第一相对关系。当希望相对于参照系移动第二部件114时，可以电子地、液压地、机械地或通过如此组合的指令指示第一部件112向壳体116提供具有预定幅度和方向的输入位移。例如，输入位移可沿从第一垫圈144朝向第二垫圈146的方向提供。组装时，弹簧142可以被预加载，使得第一垫圈144和第二垫圈146被远离彼此偏置。因此，当没有提供输入位移时，第一垫圈144可抵靠限定在第一销118的第一端136与弹簧部分140之间的结合处的凸缘160偏置，并且第一垫圈144也可抵靠限定在内孔122的致动腔124与弹簧腔室126之间的结合处的座162偏置。第二垫圈146可抵靠第二销120的第一端152且还抵靠螺纹帽158偏置。由弹簧142提供的该预加载确保由第一部件112提供的输入位移通过顺应机构100直接传递到第二部件114而没有滞后。
166.施加到壳体116的输入力可使壳体116例如沿着朝向第二垫圈146的方向平移，由此压缩弹簧142。因此，初始限定在壳体116与第一销118和第二销120之间的第一相对关系可以被改变为第二相对关系。由壳体116的位移提供的弹簧142的进一步压缩可以通过弹簧142直接将合力传递到第二垫圈146，并且由此通过第二垫圈146与第二销120的配合而传递
到第一销118和第二销120。因此，由于由第一部件112提供的输入力，壳体116可沿期望的方向位移期望的量。由于第二销120联接到第二部件114，第一销118和第二销120的位移可传递到第二部件114，由此使得第二部件114沿第一方向或第二方向位移到期望的位置。因此，壳体116以及第一销118和第二销120从第二相对关系转换回第一相对关系。壳体116内的释放端口132确保在第一销118和第二销120的运动期间在致动腔124内不产生压力累积或真空。
167.如上所述，可沿第一方向或第二方向对第二部件114施加外力。顺应机构100的设计和特性确保由第一部件112提供的输入位移能被传递到第二部件114，而无论外力的时间和方向如何。这是通过弹簧142的压缩实现的，该弹簧不断地对第二部件114施加相对于输入位移的力。由弹簧142施加的恒定的力可确保当外力不存在、或去除或沿与期望方向相同方向时第二部件114可持续地朝向期望的位置移动。因此，当允许时，第二部件114将持续地朝期望的位置移动，直到达到期望的位置为止。因此，顺应机构100使得输入位移能够在任何期望的时间施加，并且确保力持续地传递到第二部件114，直到第二部件114不可避免地到达期望的位置为止。
168.在一些非限制性应用中，第一部件112和第二部件114中的一个可以是'352专利中描述的星形转子18、106、206、406、506或606之一，第一部件112和第二部件114中的另一个可以是构造为施加轴向力或线性(直线)力的线性致动器等。在本技术中，顺应机构100可确保由致动器提供的输入力持续地施加到星形转子18、106、206、406、506或606之一上，而无论凸轮扭矩脉冲的方向和幅度如何。这可使得由线性致动器提供的输入力能够在任何期望的时间被施加，由此使得凸轮定相系统的操作和控制更加有效。此外，顺应机构100确保了星形转子18、106、206、406、506或606中的一个不可避免地到达期望的相位角。
169.在以上参考图15-18描述的非限制性示例中，顺应机构100可以至少部分地布置在凸轮定相系统的凸轮相位致动器的外部。例如，顺应机构100可以直接联接到向凸轮相位致动器提供输入力的装置。在一些非限制性示例中，顺应机构100可以被集成到凸轮相位致动器中。例如，图19示出了顺应机构100的另一个非限制性构造，其可以集成到凸轮相位致动器内部或布置在凸轮相位致动器内部。
170.如图19所示，顺应机构100可以是线圈200的形式，线圈200包括线圈部分202、第一端204和第二端206。线圈200可以由单个材料绕组形成为一体部件。在一些非限制性示例中，线圈200可以被预偏置，使得第一端204和第二端206在自由状态下远离彼此延伸。例如，第一端204和第二端206可以远离彼此延伸以形成具有处于自由状态的线圈部分202的大致v形。线圈部分202限定而通常圆形的线圈绕组，其用作弹簧以吸收由第一端204和第二端208中的一个或两个施加到其上的偏置力。
171.图20示出了安装在凸轮相位致动器内的线圈200的一非限制性示例。为了说明目的，凸轮相位致动器的某些部件是透明的，并且应该理解，所示的部件可以被容纳在凸轮相位致动器内。如图20所示，线圈200可以联接在第一凸轮定相部件208与第二凸轮定相部件210之间。在一些非限制性示例中，第一凸轮定相部件208可以是星形转子(例如，在'352专利中描述的星形转子中的一个或设置在凸轮相位致动器内的另一星形转子)，该星形转子构造成响应于直接或间接施加到第二凸轮定相部件210的输入位移而位移。在一些非限制性示例中，第二凸轮定相部件210可以直接或间接地(例如，经由一个或多个中间部件)联接
到构造成向凸轮相位致动器施加输入位移的致动器(未示出)。
172.在所示的非限制性示例中，将四个线圈200安装到凸轮相位致动器中。在其它非限制性示例中，凸轮相位致动器可包括多于或少于四个线圈200以提供在此描述的顺应机构100的功能。为了便于将线圈200联接到第一凸轮定相部件208，第一凸轮定相部件208可包括从其第一表面214轴向延伸的多个突起212。突起的数量可与安装在凸轮相位致动器中的线圈200的数量相对应。突起212可限定大致圆柱形形状并且可以容纳在弹簧200的线圈部分202内，并且延伸穿过弹簧200的线圈部分202。安装时，线圈200的第一端204和第二端206径向向内延伸，并配合形成在第二凸轮定相部件210内的槽216。在安装好线圈200的情况下，第二凸轮定相部件210的槽216可相对于其自由状态将第一端204和第二端206朝向彼此偏置。因此，线圈200的预偏置可以确保力总是在第一凸轮定相部件208和第二凸轮定相部件210之间传递。
173.操作中，输入位移能以期望的幅度和方向被施加到第二凸轮定相部件210。例如，第二凸轮定相部件210可相对于第一凸轮定相部件208旋转到已知旋转位置。在第二凸轮定相部件210旋转时，槽216接合第一端204和第二端206中的一个(根据输入力的方向)并将第一端204和第二端206中的一个朝向第一端204和第二端206中的另一个周向地偏置。第一端204和第二端206中的一个的该周向偏置导致线圈部分202将相应的力施加到突起212上，并由此施加到第一凸轮定相部件208上。由线圈200施加到第一凸轮定相部件上的力将会在其上保持，直到第一凸轮定相部件208到达由施加到第二凸轮定相部件210的输入位移所确定的期望位置为止。因此，无论是布置在凸轮相位致动器内还是至少部分地布置在凸轮相位致动器的外部，本文所描述的顺应机构100确保力可以持续地从第一部件转移到第二部件，直到第二部件达到所需的位置为止。
174.在一些非限制性示例中，顺应机构100的使用使得能够通过需要更少的部件来促进相位角度改变，从而更高效地构造凸轮定相系统。因此，顺应机构100的使用可利用最小数量的部件来促进简化的凸轮定相系统的设计和操作。
175.图21示出了根据本公开的一个方面的这样一种凸轮定相系统300的非限制性示意图。如图21所示，凸轮定相系统300可包括曲柄联接部件302、凸轮联接部件304和输入部件306。曲柄联接部件302构造成联接(例如，通过齿轮系或皮带)到内燃机的曲轴(未示出)。凸轮联接部件304构造成联接到曲柄联接部件302并联接到内燃机的凸轮轴(未示出)。因此，凸轮定相系统300构造成联接到内燃机的凸轮轴和曲轴以能够改变其间的相对关系(即，相位角)。
176.输入部件306构造为直接或间接地与凸轮联接部件304配合。输入部件306构造为响应于施加于其上的输入力而移动。在一些非限制性示例中，凸轮联接部件304和/或输入部件306可包括螺旋特征部以使得凸轮联接部件304能够响应于输入力而旋转，由此改变凸轮联接部件304相对于曲柄联接部件302的旋转定向。
177.输入力可由致动器308施加并且通过顺应机构100传递到输入部件306。顺应机构100可防止将大的力施加到致动器308并且确保致动器308总是完全达到所需的运动。顺应机构100可由此允许凸轮联接部件304旋转到期望的相位角，而无论凸轮扭矩脉冲的方向和幅度如何。即，柔性机构100可允许凸轮联接部件304在凸轮扭矩脉冲被去除时或者在与期望的相位变化相同的方向时调整相位。
178.凸轮扭矩脉冲的存在可能需要将锁定设计集成到凸轮定相系统300中，以防止输入部件306响应于施加到凸轮联接部件304的凸轮扭矩脉冲的不希望的相对移动。例如，图22示出了包括螺旋锁定设计的凸轮定相系统300。在所示非限制性示例中，曲柄联接部件302可以是链轮毂310的形式，并且凸轮联接部件304可以是摇架(cradle)转子312的形式。输入部件306可以是螺旋杆314的形式。凸轮定相系统300还可包括端板316。
179.具体参照图22-24，链轮毂310包括布置在其外表面320周围的齿轮318和内孔322。齿轮318可以例如经由齿轮系或皮带联接到内燃机的曲轴。以这种方式，链轮毂310可被驱动以与曲轴相同的速度旋转。内孔322的尺寸设计成在其中接纳摇架转子312。
180.摇架转子312构造成联接到内燃机的凸轮轴。组装时，摇架转子312联接到链轮毂310而与其一起旋转；然而，摇架转子312构造成选择性地相对于链轮毂310旋转，从而改变其间的旋转关系。摇架转子312包括内孔324，该内孔324具有形成在其上并围绕内孔324周向布置的多个螺旋特征部326。在所示的非限制性示例中，多个螺旋特征部326各自在内孔324内限定径向凹陷的槽，这些槽在沿内孔324轴向延伸的同时限定螺旋轮廓。
181.如图8所示，多个螺旋特征部326中的每一个限定螺旋角a。在一些非限制性示例中，摇架转子312可设计成使得螺旋角a大于大约50度。在一些非限制性示例中，摇架转子312可设计成使得螺旋角a大于大约60度。在一些非限制性示例中，摇架转子312可设计成使得螺旋角a大于大约70度。在一些非限制性示例中，摇架转子312可设计成使得螺旋角a大于大约80度。在一些非限制性示例中，摇架转子312可设计成使得螺旋角a在大约50度与大约90度之间。在一些非限制性示例中，摇架转子312可设计成使得螺旋角a在大约60度与大约90度之间。在一些非限制性示例中，摇架转子312可设计成使得螺旋角a在大约70度与大约90度之间。在一些非限制性示例中，摇架转子312可设计成使得螺旋角a在大约80度与大约90度之间。
182.如将要描述的，在凸轮扭矩脉冲(即由凸轮轴施加在摇架转子312上的旋转力)期间，螺旋角a的陡峭设计可摩擦地锁定摇架转子312和螺旋杆314，由此防止螺旋杆314相对于摇架转子312不期望地轴向位移。
183.螺旋杆314可构造成联接到顺应机构100，顺应机构100还联接到致动器308。螺旋杆包括从其外表面径向向外突出的多个花键328。多个花键328可以围绕螺旋杆314周向地连续布置，使得螺旋杆314的整个圆周均匀地分布有多个花键328。多个花键328沿着螺旋杆314从第一螺旋端330轴向延伸到第二螺旋端332。多个花键328中的每一个可限定线性部分334和螺旋部分336。各线性部分334沿基本平行于中心轴线338的方向从第一螺旋端部330延伸到第一螺旋端330与第二螺旋端332之间的一个位置。螺旋部分336沿大致横向于中心轴线338的方向延伸，以符合由摇架转子312的螺旋特征部326限定的螺旋图案。各螺旋部分336从各线性部分334停止的位置延伸到第二螺旋端332。各螺旋部分336径向延伸，以限定与各线性部分334相比增加的径向厚度。
184.螺旋杆314的每个螺旋部分336构造成接纳在摇架转子312中的相应的一个螺旋特征部326内。螺旋杆314的各螺旋部分336与摇架转子312的各螺旋特征部326之间的相互作用使得摇架转子312能够响应于由致动器308施加并由顺应机构100传递到其上的轴向位移而相对于链轮毂310旋转。组装时，摇架转子312可被约束，使得它不能轴向位移。因此，响应于由致动器308施加在螺旋杆314上的轴向位移，由于螺旋杆314的各螺旋部分336与摇架转
子312的各螺旋特征部326之间的相互作用，摇架转子312被强制相对于链轮毂310旋转。
185.如上所述，各螺旋特征部326可被设计成限定陡峭的螺旋角a。该陡峭的螺旋角a确保了在施加在摇架转子312上的旋转脉冲将很大，且因此摩擦力也将很大的期间由各螺旋部分336施加在各螺旋特征部326上的法向力。由于螺旋角a被设计为相对于各螺旋部分336与各螺旋特征部326之间的摩擦系数较大，所以施加到摇架转子312(例如通过凸轮轴)的旋转扭矩将使摇架转子312和螺旋杆314锁定在一起。当在旋转扭矩事件期间摇架转子312和螺旋杆314被锁定时，在正或负扭矩事件(根据致动方向)或两者期间防止螺旋杆314的轴向运动。因此，当旋转扭矩被移除或减小到允许螺旋杆314的轴向运动的幅度时，相位可以仅在摇架转子312和链轮毂110之间改变。
186.端板316限定大致环形形状并且包括中心孔340。中心孔340限定与螺旋杆314的线性部分334相对应的大致花键形的图案。即，中心孔340可包括多个花键突起342，每个花键突起342均径向向内延伸并且围绕中心孔340周向地布置。中心孔340构造成接纳螺旋杆314的各线性部分334。组装时，螺旋杆314的各线性部分334延伸穿过中心孔340，并且螺旋杆314上的多个花键328与中心孔340上的多个花键突起342之间的相互作用可以使螺旋杆314相对于端板316保持一致的定向。端板316构造成刚性地附连到链轮毂310，使得端板316不能相对于链轮毂310旋转。在示出的非限制性示例中，可以使用多个螺栓形式的紧固件344来将端板316紧固到链轮毂310。
187.凸轮定相系统300的设计和性能可使得摇架转子312并且由此使得凸轮轴能够在360度的整个旋转范围内相对于链轮毂310旋转。即，致动器308可构造成提供输入力，该输入力可将摇架转子312与链轮毂310之间的旋转相位改变为0度与360度之间的任何期望的相对关系。
188.在一些非限制性示例中，由凸轮定相系统300作用的螺旋锁定可以扩展成包括许多不同螺旋界面的多个螺旋部段。这样，例如，凸轮定相系统300可以对于相对小量的轴向位移在凸轮联接部件304与曲柄联接部件302之间提供大范围的相对运动。在一些非限制性示例中，由多螺旋设计提供的每个螺旋交互作用可以在转矩脉冲期间自锁。
189.图25和图26示出了可由凸轮定相系统300实现的多螺旋设计346的一个非限制性示例。在所示的非限制性示例中，多螺旋设计346包括多个螺旋部段348，多个螺旋部段348轴向堆叠在一起并且其一端联接到底部部段349。每个螺旋部段348包括凸轮联接管350、曲柄联接管352、第一输入环354和第二输入环356。凸轮联接管374可旋转地联接到内燃机的凸轮轴上，并且当组装在凸轮定相系统300内时可被抑制进行轴向移动。曲柄联接管352中的一个可旋转地联接到内燃机的曲轴，并且当组装在凸轮定相系统300内时可被抑制进行轴向移动。第一输入环354和第二输入环356可以(例如，经由顺应机构100)联接致动器308，并且能够相对于凸轮联接管350和曲柄联接管352轴向地位移。
190.在所示的非限制性示例中，每个凸轮联接管350可以限定大致环形形状，并且包括沿着第一轴向位置布置的一个或多个非螺旋形突起358和沿着不与第一轴向位置交叠的第二轴向位置布置的一个或多个螺旋形突起360。各非螺旋形突起358和各螺旋形突起360从凸轮联接管350的外表面径向向外延伸。除了轴向偏移之外，各非螺旋形突起358还从各螺旋形突起360周向地偏移。
191.每个曲柄联接管352可以限定大致环形形状，并且包括沿着第一轴向位置布置的
一个或多个非螺旋形突起362和沿着不与第一轴向位置交叠的第二轴向位置布置的一个或多个螺旋形突起364。各非螺旋形突起362和各螺旋形突起364从曲柄联接管352的外表面径向向内延伸。除了轴向偏移之外，各非螺旋形突起362还从各螺旋形突起364周向地偏移。曲柄联接管352的内径的尺寸可设置为在其中接纳凸轮联接管350，使得第一输入环354和第二输入环356轴向地堆叠并径向布置在曲柄联接管352与凸轮联接管350之间。
192.每个第一输入环354限定大致环形形状，并且包括径向地凹入其内表面中的一个或多个非螺旋形凹部366以及径向凹入其外表面中的一个或多个螺旋形凹部368。一个或多个非螺旋形凹部366构造成接纳凸轮联接管350的一个或多个非螺旋形突起358。一个或多个螺旋形凹部368构造成接纳曲柄联接管352的一个或多个螺旋形突起364。
193.每个第二输入环356限定大致环形形状，并且包括径向地凹入其外表面中的一个或多个非螺旋形凹部370以及径向凹入其内表面中的一个或多个螺旋形凹部372。一个或多个非螺旋形凹部370构造成接纳曲柄联接管352的一个或多个非螺旋形突起362。一个或多个螺旋形凹部372构造成接纳凸轮联接管350的一个或多个螺旋形突起360。
194.组装时，第一输入环354和第二输入环365可轴向交替地堆叠，并径向地布置在曲柄联接部件352的内表面与凸轮联接部件350的外表面之间。每个凸轮联接管350限定与各第二输入环356中的相应一个的螺旋相互作用，并且每个曲柄联接管352限定与各第一输入环354中的相应一个的螺旋相互作用。曲柄联接管352因凸轮联接管354的螺旋相互作用而径向向外布置并且轴向偏移。
195.底部部段349可包括底部凸轮联接管374和与其联接的第一输入环354中的一个。底部凸轮联接管374可以类似于凸轮联接管350，但是可不包括一个或多个螺旋形突起360。底部凸轮联接管374可直接或间接联接到内燃机的凸轮轴。
196.操作时，由于非螺旋形凹部366与非螺旋形突起358之间的相互作用，可防止每个第一输入环354相对于凸轮联接管350、374旋转。类似地，由于非螺旋形凹部370与非螺旋形突起362之间的相互作用，可防止每个第二输入环356相对于曲柄联接管352旋转。凸轮联接管350、374和曲柄联接管352各被允许相对于彼此旋转。如果期望改变内燃机上的凸轮轴和曲轴之间的旋转关系，则致动器308可以将输入力施加到第一输入管354和第二输入管356的堆叠物。作为响应，第一输入管354和第二输入管356可以轴向平移期望的量。由于可防止第一输入管354相对于凸轮联接管350、374旋转，并且可防止第二输入管356相对于曲柄联接管352旋转，所以第一输入管354和第二输入管356与凸轮联接管350和曲柄联接管352之间的螺旋相互作用可导致凸轮联接管350相对于曲柄联接管352旋转期望的量(由致动器308提供的输入力来控制)。使用具有多个螺旋相互作用的多个螺旋部段348、349，可使得凸轮定相系统300能够响应于施加于其上的小的轴向位移而提供相对大的旋转位移，同时还保持用于螺旋相互作用的高螺旋角以促进更好的螺旋锁定(例如，摩擦锁定)。
197.在一些非限制性的例子中，凸轮相位系统300还可被设计成使大螺旋角a将施加于摇架式(cradle)转子312的旋转扭矩转化为施加于螺旋杆314的轴向力。在此情况下，即使螺旋部分336与螺旋特征部326之间的摩擦系数不足以完全锁定该系统，较大的旋转扭矩仍会转化为由外力轻易地支承的轴向力。换言之，螺旋杆314可联接于输入单元，该输入单元被构造成支承该外力，由此能够控制摇架转子312的相对转动位置。输入单元可被构造成选择性地支承外力。当输入单元支承该外力时，可防止螺旋杆314的轴向运动，且系统可被锁
定。替代地或附加地，输入单元可支承外力，能允许螺旋杆314轴向位移，由此改变摇架转子312的相对转动位置。
198.图27－29示出了输入单元的一种非限制示例，该输入单元呈线性离合器400的形式，该线性离合器能够一体地集成到凸轮相位系统300内。在一些非限制性的示例中，线性离合器400可接收来自致动器308的输入力，且基于该输入力的方向，线性离合器400可被构造成支承施加于输入部件306的线性力，该线性力例如产生自施加于凸轮联接件304的凸轮扭矩脉冲，并且由此阻碍输入部件306沿与所期望的方向相反的方向的运动。这样，线性离合器400可被构造成例如在沿着与所期望的方向相反的方向发生凸轮扭矩脉冲事件的期间，锁定输入部件306的运动，并且仅允许输入部件306沿着下述方向运动，该方向与沿着所期望的方向运动的凸轮联接件304相对应。
199.在所示的非限制性示例中，线性离合器400包括壳体402、推杆404、随动杆406以及一个或多个锁定组件408。在所示出的非限制性示例中，壳体402限定出大致矩形的形状。在其他非限制性的示例中，壳体可根据需要限定出其他形状(例如圆形、多边形等)。壳体402大致为中空的，且限定出内部腔室410，推杆404和可随动杆406可至少部分地容纳在该内部腔室410中，并且该一个或多个锁定组件408可被包封在该内部腔室410中。推杆404、随动杆406以及一个或多个锁定组件可相对于壳体402运动。
200.推杆404包括致动器平台412、第一对连接臂414、第二对连接臂416、第一对输入臂418和第二对输入臂420。致动器平台412被布置在壳体402外部，并被构造成与致动器308相联接。第一和第二对连接臂414和416从致动器平台412延伸到壳体402的内部腔室410中。第一和第二对连接臂414和416可侧向间隔开，使得随动杆406的至少一部分可布置于其间。第一对连接臂414互相间隔开，以允许一个或多个锁定组件408中的一个布置在其间。第二对连接臂416互相间隔开，以允许一个或多个锁定组件408中的另一个布置在其间。
201.第一对输入臂418中的一个在第一对连接臂414之间侧向地延伸，并且第一对输入臂418中的另一个在第二对连接臂416之间侧向地延伸。第一对输入臂418布置在一个或多个锁定组件408的一侧，该一个或多个锁定组件408布置在壳体402的内部腔室410中。第二对输入臂420中的一个在第一对连接臂414之间侧向地延伸，并且第二对输入臂420中的另一个在第二对连接臂420之间侧向地延伸。第二对输入臂420与第一对输入臂418间隔开，并且布置在一个或多个锁定组件408的相对侧上，该一个或多个锁定组件408布置在壳体402的内部腔室410中。大体上，第一对连接臂414与在其间侧向地延伸的第一输入臂418和第二输入臂420一起围绕着一个或多个锁定组件408中的一个。第二对连接臂416与在其间侧向地延伸的第一输入臂418和第二输入臂420一起围绕着一个或多个锁定组件408中的另一个。
202.在所示出的非限制性示例中，随动杆406包括锁定部分422和联接部分424。锁定部分422大体上布置在壳体402的内部腔室410中，并且布置在第一和第二对连接臂414和416之间以及在一个或多个锁定组件408之间。锁定部分422包括第一侧426和第二侧428。锁定部分422的第一侧426包括布置于其上的第一对锥形表面430中的一个以及第二对锥形表面432中的一个。锁定部分422的第二侧428包括布置于其上的第一对锥形表面430中的另一个以及第二对锥形表面432中的另一个。在锁定部分422的每一侧上，第一锥形表面430和第二锥形表面432随着它们朝向彼此地延伸而渐缩。即，第一锥形表面430随着它沿朝着第二锥
形表面432的方向延伸而向内朝着随动杆406的中心线倾斜，且第二锥形表面432随着它沿朝着第一锥形表面430的方向延伸而向内朝着随动杆406的中心线倾斜。以此方式，第一锥形表面430和第二锥形表面432在锁定部分422的第一侧426和第二侧428的每一个上形成大致v形轮廓。
203.联接部分424从锁定部分422的邻近输入部件306(例如螺旋杆314)布置的一端延伸。联接部分424大致形成类似于杆状，并且被构造成联接于输入部件306(例如螺旋杆314)，使得可在随动杆406和输入部件306(例如螺旋杆314)之间传递轴向运动(即非转动的位移)。在一些非限制性的示例中，推拉联接件10可被实施为提供输入部件306(例如螺旋杆314)和联接部分424之间的联接。
204.在所示出的非限制性示例中，线性离合器400包括两个锁定组件408，这两个锁定组件布置在壳体402的内部腔体410中。在其他非限制性示例中，线性离合器400可包括多于两个或少于两个的锁定组件408，并且推杆402和随动杆406可因此被设计成适合于任何数量的锁定组件408。每个锁定组件408包括第一锁定构件434、第二锁定构件436以及布置在第一锁定构件434和第二锁定构件436之间的偏置件438。在所示出的非限制性示例中，第一锁定构件434和第二锁定构件436呈滚子轴承的形式。在其他的非限制性示例中，第一锁定构件434和第二锁定构件436可呈楔形件的形式。偏置件438将第一锁定构件434和第二锁定构件436彼此分开地偏置。当组装好时，偏置件438可将第一锁定构件434向着第一输入臂418偏置，将第二锁定构件436向着第二输入臂420偏置。
205.在操作中，壳体402可转动地固定到固定基准面上，且因此不随螺旋杆314和其他转动部件在凸轮相位系统300中旋转。在初始状态中，没有由致动器308施加于推杆404的输入力，偏置构件438则可将第一锁定构件434和第二锁定构件436楔入匹配表面之间，由此阻止螺旋杆314的轴向位移。特别地，第一锁定构件434之一可楔入在锁定部分422的第一侧426上的第一锥形表面430与壳体402的第一内表面440之间，而第一锁定构件434的另一个可楔入在锁定部分422的第二侧428上的第一锥形表面430与壳体402的第二内表面442之间。此外，第二锁定构件436之一可楔入在锁定部分422的第一侧426上的第二锥形表面432与壳体402的第一内表面440之间，而第二锁定构件436的另一个可楔入在锁定部分422的第二侧428上的第二锥形表面432与壳体402的第二内表面442之间。在该楔入状态中，第一锁定构件434和第二锁定构件436可处于锁定状态，在该锁定状态中，阻止随动杆406的位移。由于随动杆406联接于螺旋杆314，当第一和第二锁定构件434和第二锁定构件436处于锁定状态时，还可防止螺旋杆314轴向位移。以此方式，例如，在第一锁定构件436和第二锁定构件436处于锁定状态时，线性离合器400可防止在顺时针或逆时针方向上的凸轮扭矩脉冲使螺旋杆314轴向位移，该凸轮扭矩脉冲作用在摇架转子312上。
206.如果想要改变摇架转子312和链轮毂310之间的转动相位，致动器308可沿所需要的方向将输入力(例如线性力)施加于推杆404的致动器平台412，以使推杆404沿所需的方向位移所需的距离。在一些非限制性示例中，顺应机构100可布置在致动器308和线性离合器400之间。推杆404由致动器308所位移的量直接对应于摇架转子312和链轮毂310之间的所需的旋转相位的量。在一个非限制性的示例中，致动器308可沿第一方向444施加输入力。致动器沿第一方向444的位移可使第一对输入臂418位移到与第一锁定构件434相接合，使得第一锁定构件434运动而脱开与壳体402的内表面440、442或第一锥形表面430的接合。由
此，响应于沿第一方向444的输入力，第一锁定构件434可被偏置到解锁状态。
207.随着第一锁定构件434处于解锁状态，线性离合器400可允许螺旋杆314沿第一方向444轴向位移。同时，偏置构件438可将第二锁定构件436保持在锁定状态。这样，线性离合器400可防止螺旋杆314沿与第一方向444相反的第二方向446轴向位移。例如，线性离合器400可在施加于摇架转子312的凸轮扭矩脉冲期间线性支承螺旋杆314，该凸轮扭矩脉冲试图使螺旋杆314沿第二方向446轴向位移。这样，由于沿第一方向444施加的输入力，线性离合器400可只允许螺旋杆314沿第一方向444轴向位移，以获得摇架转子312和链轮毂310之间的所需要的转动关系。
208.由于螺旋杆314被允许沿第一方向444轴向运动，与之相联接的随动杆406随着该螺旋杆314位移。螺旋杆314将被允许沿着第一方向444轴向位移，直到随动杆406根据由致动器308施加在推杆404上的位移的量而位移，并且再次将第一锁定构件434置于楔入的锁定状态。应当了解的是，对应于由致动器308施加于推杆404的沿第二方向446的输入力，可由线性离合器400提供相反的功能。
209.在一些非限制性的示例中，此处所描述的线性离合器400的设计和特性可结合到或一体地布置在凸轮相位系统中。图30－32显示出了包括根据本发明公开的内部线性离合器的凸轮相位系统500。总体上，凸轮相位系统500可包括曲轴联接部件502、凸轮联接部件506、输入部件504和线性离合器508。曲轴联接部件502被构造成联接于(例如通过齿轮系或皮带)内燃机的曲轴(未示出)。凸轮联接部件506被构造成联接于曲轴联接部件502以及内燃机的凸轮轴(未示出)。这样，凸轮相位系统500被构造成联接于内燃机的凸轮轴和曲轴，以使得能够改变它们之间的相对关系(即相位角)。
210.在所显示的非限制性的示例中，曲轴联接部件502可以呈链轮毂510的形式，而凸轮联接部件506可以呈摇架转子514的形式。输入部件504可以呈螺旋转子512的形式。线性离合器508可由星形转子(spider rotor)516和多个锁定组件518所形成。在所显示的非限制性示例中，凸轮相位系统500还可包括端板520。
211.链轮毂510包括围绕着其外表面524布置的齿轮522，并包括内部孔526。齿轮522可例如通过齿轮系或皮带而联接到内燃机的曲轴。以此方式，链轮毂510可被驱动，以与曲轴相同的速度旋转。内部孔526的尺寸被设计成将摇架转子514、螺旋转子512、星形转子516的至少一部分以及锁定组件518接纳在内。
212.螺旋转子512包括内部孔528和外表面530。内部孔528包括多个螺旋特征部534，这些螺旋特征部534形成在内部孔528上并围绕该内部孔528周向地布置。在所显示的非限制性的示例中，多个螺旋特征部534中的每一个在内部孔528中形成径向凹入的狭槽，该狭槽随着它们沿内部孔528轴向地延伸而限定出螺旋轮廓。
213.螺旋转子512的外表面530包括布置于其上的第一锥形部分536和第二锥形部分538。第一锥形部分536和第二锥形部分538随着它们彼此相对地延伸而渐缩。即，第一锥形部分536随着它沿朝着第二锥形部分538的方向延伸而向内朝着螺旋转子512的中心线倾斜，且第二锥形部分538随着它沿朝着第一锥形部分536的方向延伸而向内朝着螺旋转子512的中心线倾斜。以此方式，第一锥形部分536和第二锥形部分538在螺旋转子512的外表面530上形成大致v形的轮廓。
214.摇架转子514被构造成联接于内燃机的凸轮轴。当组装好时，摇架转子514联接于
链轮毂510，用于随之转动；不过，摇架式专指514被构造成选择性地相对于链轮毂510转动，由此改变它们之间的转动关系。摇架转子514包括多个花键540，这些花键540从其外表面542径向向外突出。多个花键540可周向地围绕摇架转子514连续布置，从而摇架转子514的整个周向均匀地分布有该多个花键540。该多个花键540沿着摇架转子514从第一螺旋端544向第二螺旋端546轴向延伸。该多个花键540中的每一个可在第一螺旋端544和第二螺旋端546之间以螺旋样式轴向延伸，该螺旋样式与螺旋转子512的螺旋特征部534所限定的螺旋样式相一致。
215.摇架转子514的每一个花键540构造成被容纳在螺旋转子512的对应的一个螺旋特征部534中。摇架转子514的花键540与螺旋转子512的螺旋特征部534之间的相互作用使得摇架转子512响应于如下的轴向位移而相对于链轮毂510转动，该轴向位移由致动器施加并由线性离合器508传送给螺旋转子512。在一些非限制性的示例中，顺应机构100可布置在致动器和线性离合器508之间。在组装好时，摇架转子514可被限制成它不能轴向位移。例如，摇架转子514可被轴向地限制在链轮毂510的内部孔526中，并由端板520固定在该内部孔中。这样，响应于由线性离合器508施加在螺旋转子512上的轴向位移，由于摇架转子514的花键540与螺旋转子512的螺旋特征部534之间的相互作用，摇架转子514受迫而相对于链轮毂510转动。
216.在所显示的非限制性的示例中，星形转子516限定出大致环形的形状，其带有与链轮毂510的内部孔526的形状相一致的六边形轮廓。以此方式，例如，由链轮毂510的内部孔526所限定的几何形状以及星形转子516的对应几何形状可防止星形转子516与链轮毂510之间的相对转动。在一些非限制性的示例中，链轮毂510的内部孔526和星形转子516可形成另一种防止它们之间的相对转动的几何形状(例如矩形、五边形、多边、椭圆形等)。在一些非限制性的示例中，链轮毂510的内部孔526和星形转子516可通过另一种机构来防止相对彼此的转动(例如销、键式特征部等)，而不是通过几何形状。
217.星形转子516包括多个致动臂548和多个锁定架550，这些致动臂548从其周边轴向延伸，这些锁定架550布置在相继的成对致动臂548之间。致动臂548围绕星形转子516沿周向布置，并且在组装好时，朝着端板420轴向延伸。端板420包括多个致动孔552，这些致动孔围绕且邻近于端板的周缘周向地布置。每个致动孔552被构造成接纳致动臂548中对应的一个穿过。这样，致动臂548轴向地延伸通过端板520，以便于将致动器与之相联接。
218.每个锁定架550由第一输入臂554和第二输入臂556所形成，第一输入臂554和第二输入臂556互相轴向地间隔开，并在对应的一对致动臂548之间横向延伸。第一输入臂554和第二输入臂556轴向间隔开，以便于将锁定组件518布置在它们之间。
219.在所示出的非限制性的示例中，线性离合器508包括六个锁定组件518，这与螺旋转子512的外表面530的外表面(以及星形转子516的内部孔526)所限定的大致六边形相符。在其他非限制性的示例中，线性离合器508可包括多于或少于六个的锁定组件，并与内部孔526、星形转子516和外表面530的替代形状相符。
220.每个锁定组件518包括第一锁定构件558、第二锁定构件560和布置在第一锁定构件558和第二锁定构件560之间的偏置件562。在所示出的非限制性示例中，第一锁定构件558和第二锁定构件560呈滚子轴承的形式。在其他的非限制性示例中，第一锁定构件558和第二锁定构件560可呈楔形件的形式。偏置件562将第一锁定构件558和第二锁定构件560彼
此分开地偏置。当组装好时，偏置件562可将第一锁定构件558向着第一输入臂554偏置，将第二锁定构件560向着第二输入臂556偏置。
221.当线性离合器508、螺旋转子512和摇架转子514被安装到链轮毂510的内部孔526(例如见图32)，锁定组件508可轴向地布置在第一输入臂554和第二输入臂556之间，并且可径向地楔入在螺旋转子512的外表面530和链轮毂510的内表面564之间。特别地，偏置件562可将第一锁定构件558楔入在第一锥形表面536和链轮毂510的内表面564之间，并将第二锁定构件560楔入在第二锥形表面538和链轮毂510的内表面564之间。这样，锁定组件518可以自由状态(即没有施加在星形转子516上的输入力)径向地楔入在螺旋转子512的外表面530和链轮毂510的内表面564之间。以此方式，例如，锁定组件518可阻止螺旋转子512能够相对于摇架转子514转动。此外，在自由状态中，第一锁定构件558和第二锁定构件556可处于锁定状态，在该锁定状态中，由于锁定状态的楔入布置，螺旋转子512的轴向位移被阻止。这样，在第一锁定构件558和第二锁定构件556处于锁定状态时，线性离合器508可防止顺时针或逆时针方向上的凸轮扭矩脉冲使螺旋转子512轴向位移，该凸轮扭矩脉冲在作用在摇架转子514上。换言之，在自由状态下，线性离合器508可支承由作用在摇架转子514上的凸轮扭矩脉冲而产生的施加于其上的线性或轴向的力，并且保持摇架转子514相对于链轮毂510的转动朝向。
222.如果想要改变摇架转子514和链轮毂510之间的转动相位，致动器可沿所需要的方向将输入力(例如线性力)施加于星形转子516的致动臂548，以使星形转子516沿所需的方向位移所需的距离。在一些非限制性的示例中，致动器可将输入位移施加于顺应机构100，该顺应机构则随之将该位移传递给星形转子516的致动臂548。星形转子516由致动器所位移的量直接对应于摇架转子514和链轮毂510之间的所需的旋转相位的量。在一个非限制性的示例中，致动器可沿第一方向566施加输入力。致动器沿第一方向566的位移可使第一输入臂554位移到与第一锁定构件558相接合，使得第一锁定构件558运动脱开与链轮毂510的内表面564或第一锥形表面536的接合。由此，响应于沿第一方向566的输入力，第一锁定构件558可被偏置到解锁状态。
223.随着第一锁定构件558处于解锁状态，线性离合器508可允许螺旋转子512沿第一方向566轴向位移。同时，偏置构件562可将第二锁定构件560保持在锁定状态。这样，线性离合器508可防止螺旋转子512沿与第一方向566相反的第二方向568轴向位移。例如，线性离合器508可在施加于摇架转子514的凸轮扭矩脉冲期间线性支承螺旋转子512，该凸轮扭矩脉冲试图使螺旋转子512沿第二方向568轴向位移。这样，由于沿第一方向566施加的输入力，线性离合器508可只允许螺旋转子512沿第一方向566轴向位移，以获得摇架转子514和链轮毂510之间的所需要的转动关系。
224.螺旋转子512将被允许沿着第一方向566轴向位移，直到螺旋转子512根据由致动器施加在星形转子516上的位移的量而位移，并且再次将第一锁定构件558置于楔入的锁定状态。应当了解的是，对应于由致动器施加于星形转子516的沿第二方向568的输入力，可由线性离合器508提供相反的功能。
225.在本说明书中，以能够写下清楚且精确的说明的方式来描述了实施例，但其意在、且会被理解，可对这些实施例进行各种结合或拆分，而不脱离本发明。例如，应理解的是，本文所述的所有优选的特征可应用于本文所描述的发明的所有方面。
226.因而，尽管已结合具体实施例和示例描述了本发明，但本发明不必然如此地受限制，并且各种其它实施例、示例、使用、对各实施例、示例和使用的修改和改变都包含在所附的权利要求中。本文所引用的各个专利和公开的全部内容以参见的方式纳入本文，就像每个专利或公开单独地以参见方式纳入本文那样。
227.在以下的权利要求书中阐述本发明的各特征和优点。