CN103429856A - 同心凸轮轴相位器扭力驱动机构 - Google Patents

同心凸轮轴相位器扭力驱动机构 Download PDF

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Abstract

一种用于机动车辆的内燃发动机的可变凸轮正时组件(10)和方法，该可变凸轮正时组件包括连接在一个同心凸轮轴(12)的内部凸轮轴(12a)与外部凸轮轴(12b)之间的一个凸轮相位器(22)。一个扭力驱动机构(14)连接在该凸轮相位器(22)与该内部凸轮轴(12a)之间以用于传输旋转扭矩。该扭力驱动机构(14)允许对该内部凸轮轴和外部凸轮轴(12a，12b)的垂直失去对准和轴向失去对准的调节，同时在凸轮相位器(22)与同心凸轮轴(12)的内部凸轮轴和外部凸轮轴(12a，12b)之一间保持一种扭转刚性联接。该扭力驱动机构(14)可以由以下各项之一形成，它们是：一个柔性轴联接器(40)、一个横向分离的从动齿轮(140)、一个横向分离的链轮环齿轮(240)、一个横向面花键齿轮(340)、以及一个销-槽组合式传动机构(440)。

Description

同心凸轮轴相位器扭力驱动机构
发明领域
本发明涉及经由一种用于旋转的凸轮轴的扭力驱动机构来传输旋转扭矩，其中该扭力驱动机构可以包括形成于主动旋转构件和从动旋转构件上的多个齿或花键，或者包括具有柔性链接体的一个柔性联接器，该柔性链接体连接到一个主动旋转构件和一个从动旋转构件上，并且更具体的涉及经由一个凸轮相位器以及多个同心旋转凸轮轴来传输旋转扭矩以用于操作机动车辆的内燃发动机的至少一个提升式进气阀门或排气阀门。
背景
用于内燃发动机的可变阀门正时机构在现有技术中总体上是已知的。例如，见美国专利号4,494,495；美国专利号4,770,060；美国专利号4,771,772；美国专利号5,417,186；以及美国专利号6,257,186。内燃发动机通常已知包括单顶置凸轮轴(SOHC)安排、双顶置凸轮轴(DOHC)安排、以及其他的多个凸轮轴安排，这些安排中的每一个都可以是两阀式或多阀式构形。凸轮轴安排典型地被用来控制与内燃发动机的燃烧汽缸室相关的进气阀门和/或排气阀门的操作。在一些构形中，一个同心凸轮轴是由一个凸轮轴通过正时皮带、链条、或齿轮来驱动的以便在连接到一个特定的燃烧汽缸室中的曲轴上的一个活塞与相对于该特定燃烧汽缸室所希望的进气阀门和/或排气阀门运行特性之间提供同步。为了在内燃发动机的不同运行条件下获得燃料消耗和废气排放的最佳值，该阀门正时可以根据不同的运行参数来变化。
一个同心凸轮轴包括一个内部凸轮轴和一个外部凸轮轴。可以使用一种机械装置(如一个凸轮相位器)来使这两个凸轮轴相对于彼此定相，以便改变阀门正时。凸轮相位器要求精确的公差和对准来正确地工作。在同心凸轮轴的内部凸轮轴与外部凸轮轴之间失去对准会产生防碍凸轮相位器正确工作的多种问题。所希望的是提供一种能够与同心凸轮轴的内部凸轮轴和外部凸轮轴以及一个凸轮相位器之间的失去对准相适配的组件。所希望的是提供一种能够适应公差叠加并由此解决不利地影响同心凸轮轴与相位器系统组件的紧束问题。
柔性缆驱动系统总体上是已知的，见美国专利号7,717,795；美国专利号7,562,763；美国专利号7,168,123；美国专利号6,978,884；美国专利号5,554,073；美国专利号5,022,876；美国专利号4,911,258；美国专利号4,779,471；美国专利号4,257,192；以及美国专利号3,481,156。在一个典型可旋转的柔性轴中，一个绳线式心轴具有缠绕在其上的多层靠近的螺旋形线，每层螺旋形线在交替相反的方向上相继缠绕在另一层之上，即右绞线或左绞线。这个轴通常由一个柔性套管(金属的或涂敷的)覆盖，并且在该轴与套管之间提供一个间隙以便该轴可以在该套管中自由旋转。这些柔性缆线驱动系统典型地用于轻载动力传输，如车速表缆轴、电动座椅调节、以及船只推进应用。所希望的是提供一种能够与同心凸轮轴的内部凸轮轴和外部凸轮轴以及一个凸轮相位器之间的失去对准相适配的组件。
概述
一个同心凸轮轴包括两个轴，一个内部轴和一个外部轴。使用一种机械装置(如一个凸轮相位器)来使这两个轴相对于彼此定相。凸轮相位器要求精确的公差和对准来正确地工作。对于同心凸轮轴的内部轴与外部轴的对齐而言会存在一个问题。可以在相位器转子与内部轴之间安装一个扭力驱动机构来对这个问题进行修正。该扭力驱动机构允许相位器对垂直失去对准以及轴向失去对准的调节，同时保持一种扭转刚性联接。
该扭力驱动机构旨在解决在凸轮相位器被附接到同心凸轮轴的两个部分上时会存在的公差叠加紧束问题。由于在将多个相位器零件安装到同心凸轮轴的内部轴和外部轴上时这些轴的失去对准以及这些相位器零件的垂直公差，就要求一种扭转刚性/轴向顺性的联接器。提出的想法包括多种扭力驱动机构，这些扭力驱动机构具有以下各项中的至少一项，即位于外部轴与相位器组件之间的一个组合式销/槽驱动机构、一个单个的驱动齿轮/双从动齿轮驱动机构(有时在此是指一个横向分离的齿轮驱动机构)、一个单个的环形回路柔性驱动构件/双从动链轮环齿轮驱动器(有时在此是指一个横向分离的链轮环齿轮驱动机构)、以及位于链轮环齿轮与相位器组件的端板之间的一种横向面花键驱动器。
该扭力驱动机构可以包括为同心凸轮轴形成于一个主动构件与一个从动构件之间的多个齿或多个花键。该扭力驱动机构允许内部轴对于转子接点的失去对准。如果内部轴对于转子接点的这种失去对准没有被修正的话，转子会紧束在凸轮相位器组件的壳体部分中。
这种销驱动连接可以将一个简单的销作为在凸轮相位器与同心凸轮轴系统的这些轴之一间的一个扭力驱动构件使用。这个销可以压力装配在一侧上的一个配对部分中并且可以使该销的外端相对于在另一个互补部分中形成的一个槽而具有一种滑移装配。这允许扭矩经过该销进行传输同时还允许在该系统旋转时在这些部分之间的些许倾斜或轴向伸出。
横向拆分式正齿轮或者横向拆分式链轮环齿轮的设计也可以在凸轮相位器与同心凸轮轴系统之间传输扭矩同时允许在这两者之间的些许轴向运动。做到这样是通过对通常刚性地紧固在一起的相位器和凸轮进行分离，而不是对一种分离的单独正齿或小齿轮或者分离的单独链轮环齿轮进行驱动，从而使得相位器和凸轮每个都具有一个单个的共用驱动齿轮或环形回路柔性动力传输构件。
在该驱动链轮环齿轮与相位器组件的端板之间的这种横向面花键连接可以允许两个部件之间的失去对准同时还允许在这些部件之间的扭矩传送。需要这种“顺性”接点来提供一种柔性结合，以便允许在同心凸轮轴的内部轴与外部轴之间的失去对准。该横向面花键与一个纵向表面或轴向表面上的花键相比典型地允许更长的啮合表面。这进而减少了用于吸收相同量的平行性误差所需要的齿间隙的量。通常在扭矩限制装置的应用中可以典型地找到多种横向面花键。在这些装置中，需要在轴向上使这两个部件彼此移位。对于此装置而言，在整个操作中将保持这些轴向位置，因此仅允许吸收由于公差所引起的平行性误差。
该扭力驱动机构允许基于凸轮轴相位器的同心凸轮的组装，同时允许由制造公差引起的多个部件的失去对准。在横向面花键连接的情况中，意味着失去对准被接纳在相位器的端板与凸轮驱动链轮环齿轮之间。通过使端板与链轮环齿轮脱离联接，就允许该端板符合转子的角度倾斜(如由内部轴限定的)。当外部端板和内部端板通过相位器壳体部而用螺栓固定在一起时，这些端板可以与转子对准。该链轮环齿轮被刚性地附接到凸轮轴组件的外部轴上。内部轴到外部轴的定向，以及由此该转子与壳体部和端板组件一起到凸轮驱动链轮环齿轮的定向是通过这些凸轮突出部提供的。由于该组件的端板被保持为紧邻该凸轮驱动链轮环齿轮，在这两个部件之间可以使用一个面花键来提供扭矩传输，并且同时允许在这两个部件之间的平行性的略微不同。需要将这两个部件之间的齿间隙最小化以避免组件的拙劣的噪声、振动、和刺耳(NVH)的表现。
该扭力驱动机构可以包括一个柔性轴联接器，以便在该同心凸轮轴被安装在相位器转子与内部轴之间时用来修正同心凸轮轴的内部轴与外部轴之间的对准问题。该挠性轴联接器允许该相位器对垂直失去对准以及轴向失去对准的调节，同时保持一种扭转刚性联接。该柔性轴联接器可以将一个柔性缆线轴作为转子与同心凸轮轴的内部轴之间的一个扭力驱动构件来使用。该柔性轴允许内部轴到转子接点的失去对准。如果内部轴到转子接点的失去对准没有被修正的话，转子会紧束在凸轮相位器的壳体中。
对于本领域普通技术人员而言在以下结合附图来阅读用于实践本发明所考虑的最佳模式的说明时，本发明的其他应用将变得清楚。
附图的简要说明
在此的说明参照了附图，其中在这几个视图中相似的参考数字指代相似的部分，并且在附图中
图1是一个凸轮相位器及同心凸轮轴组件的透视图，该组件包括一个壳体部、一个转子、一个扭力驱动机构，其中该同心凸轮轴具有一个内部凸轮轴和一个外部凸轮轴；
图2是图1中的凸轮相位器及同心凸轮轴组件的平面视图；
图3是图1中的凸轮相位器及同心凸轮轴组件的横截面视图；
图4是凸轮相位器及同心凸轮轴组件的横截面视图，该组件包括一个壳体部、一个转子、一个扭力驱动机构，其中该同心凸轮轴具有一个内部凸轮轴和一个外部凸轮轴并且该扭力驱动机构包括一个分离的链轮环齿轮，该链轮环齿轮具有连接到外部凸轮轴上的一个部分以及连接到凸轮相位器的壳体部上的另一个部分；
图5是凸轮相位器及同心凸轮轴组件的横截面视图，该组件包括一个壳体部、一个转子、一个扭力驱动机构，其中该同心凸轮轴具有一个内部凸轮轴和一个外部凸轮轴并且该扭力驱动机构包括被捕获在一个孔口中的至少一个驱动销；
图6是一个凸轮相位器及同心凸轮轴组件的透视图，该组件包括一个壳体部、一个转子、一个扭力驱动机构，其中该同心凸轮轴具有一个内部凸轮轴和一个外部凸轮轴；
图7是图6中的凸轮相位器及同心凸轮轴的横截面透视图；
图8是图6中的凸轮相位器及同心凸轮轴组件的分解视图；
图9是一个凸轮相位器及同心凸轮轴组件的侧视图，该组件包括一个壳体、一个转子、一个柔性轴联接器，其中该同心凸轮轴具有一个内部凸轮轴和一个外部凸轮轴；
图10是图9中的凸轮相位器及同心凸轮轴组件的如图12所示截取的截面视图；
图11是如图10所示截取的柔性轴联接器的详细视图；
图12是图9中的凸轮相位器及同心凸轮轴组件的端视图；并且
图13是该凸轮相位器及同心凸轮轴组件的如图9所示截取的截面视图。
详细说明
现在参见图1至图8，展示了一个可变凸轮正时(VCT)组件10的一部分，该组件包括一个同心凸轮轴12，该同心凸轮轴具有一个内部凸轮轴12a和一个外部凸轮轴12b。初级旋转运动可以被传递到同心凸轮轴12上，而次级旋转运动或者在内部凸轮轴12a与外部凸轮轴12b之间的定相的相对旋转运动可以由一个凸轮相位器或其他机械致动器22来提供。一个机械致动器或凸轮相位器22可以与一个内部凸轮轴12a可操作地相关联。可以把一个转子36压在内部凸轮轴12a上并且通过一个销来紧固。转子36可以被封装在凸轮相位器22的壳体部28中。多个凸轮相位器22要求精确的公差和对准来正确地工作。在同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a与外部凸轮轴12b之间失去对准会产生妨碍凸轮相位器22正常工作的多个问题。
可以提供一个扭力驱动机构14来用以补偿同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b以及凸轮相位器22之间的失去对准。一个扭力驱动机构可以连接在同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a与外部凸轮轴12b之间以用于传输它们间的旋转转矩。该扭力驱动机构14允许对于内部凸轮轴12a与外部凸轮轴12b的垂直和轴向失去对准的调节，同时在凸轮相位器22与同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b之一间保持一种扭转刚性联接。该扭力驱动机构14可以包括多个从动齿14a。
现在参照图1至图3，该扭力驱动机构14可以包括一个从动齿轮140，该从动齿轮具有一条旋转轴线并且横向地分离成独立的、分开的、轴向邻近的第一从动齿部140a和第二从动齿部140b。第一从动齿部140a可以连接到相位器22的一个壳体部28上并且第二从动齿部140b可以连接到外部凸轮轴12b上。一个单一的共用驱动齿轮142可以被组装成与该从动齿轮140的第一从动齿部140a和第二从动齿部140b均处于驱动接合。可替代的是，被附接到同一个轴上的这两个分开的驱动齿轮各自可以用来驱动两个从动齿轮。在操作中，在从动齿轮140的第一从动齿部140a与第二从动齿部140b之间的相对运动允许对该内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b的垂直失去对准和轴向失去对准的调节，同时在一个凸轮相位器22与同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b之一间保持一种扭转刚性联接。由于从动齿轮140的第一从动齿部140a与第二从动齿部140b之间的空隙144，相位器22和内部凸轮轴12a的组件可以相对于外部凸轮12b来进行调节。换言之，第一从动齿部140a与第二从动齿部140b之间的这种空隙144允许第一从动齿部140a相对于第二从动齿部140b的倾斜或轴向运动(如轴向伸出)，以补偿内部凸轮轴12a与外部凸轮轴12b的任何垂直失去对准和/或轴向失去对准。
现在参见图4，该扭力驱动机构14可以包括一个从动链轮环齿轮240，该链轮环齿轮具有一条旋转轴线并且横向地分离成独立的、分开的、轴向邻近的第一从动齿部240a和第二从动齿部240b。第一从动齿部240a可以连接到相位器22的一个壳体部28上并且第二从动齿部240b可以连接到外部凸轮轴12b上。一个单一的共用环形回路柔性驱动构件242可以被组装成与该从动链轮环齿轮240的从动齿部240a、240b均处于驱动接合。在操作中，从动链轮环齿轮240的第一从动齿部240a与第二从动齿部240b之间的相对运动允许对该内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b的垂直失去对准和轴向失去对准的调节，同时在一个凸轮相位器22与同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b之一间保持一种扭转刚性联接。由于从动链轮环齿轮240的第一从动齿部240a与第二从动齿部240b之间的空隙244，相位器22和内部凸轮轴12a的组件可以相对于该外部凸轮12b进行调节。换言之，第一从动齿部240a与第二从动齿部240b之间的这种空隙244允许第一从动齿部240a相对于第二从动齿部240b的倾斜或轴向运动(如轴向伸出)，以补偿内部凸轮轴12a与外部凸轮轴12b的任何垂直失去对准和/或轴向失去对准。这种分离的正齿轮或分离的链轮环齿轮设计还在凸轮相位器与同心凸轮轴系统之间传输扭矩同时允许在该凸轮相位器与同心凸轮轴之间的些许轴向运动。做到这样是通过将通常被刚性地紧固在一起的相位器和凸轮分开，而改为通过其自身正齿轮或链轮环齿轮对各自进行驱动。
现在参见图6至图8，该扭力驱动机构14可以包括一对在相位器22的壳体部28与链轮环齿轮340的凸缘316之间相对的横向延伸面344a、344b。这些横向延伸面344a、344b可以包括彼此驱动接合组装的多个互相啮合的齿或者面花键340a、340b。在操作中，在相位器壳体部28和主动链轮环齿轮340的第一齿或面花键部分340a与第二齿或面花键部分340b之间的相对运动允许对内凸轮轴12a和外凸轮轴12b的垂直失去对准和轴向失去对准的调节，同时在凸轮相位器22与同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b之一间保持一种扭转刚性联接。由于在相位器22与主动链轮环齿轮340的第一齿或面花键部分340a以及第二齿或面花键部分340b之间的轴向互相啮合齿或面花键界面344，该组件中的相位器22和内部凸轮轴12a可以相对于该外部凸轮轴12b进行调整。换言之，第一齿或面花键部分340a与第二齿或面花键部分340b之间的这种界面344允许第一主动齿或花键部分340a相对于第二从动齿或花键部分340b倾斜或轴向运动(如轴向伸出)，以补偿内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b的任何垂直失去对准和/或轴向失去对准。
图6至图8所展示的构形在主动链轮环齿轮与相位器组件的端板之间使用一种面花键。该面花键允许在两个部件之间失去对准的同时仍允许在两个部件之间进行扭矩传送。彼此相结合使用的这两个部件将允许扭矩的传送同时还提供了吸收平行性误差的能力。这种“顺性”接点提供了一种柔性结合以允许在同心凸轮轴的内部轴与外部轴之间失去对准。这两个零件被允许通过该面花键进行啮合以允许扭矩传输。每个部件沿两个不同的轴被轴向地附装和定位的事实允许这些部件保持恒定的啮合。该面花键与垂直表面上的花键相比典型地允许更长的啮合表面。这进而减小了用于吸收相同量的平行性误差量所要求的齿间隙量。对于这种装置而言，将在整个操作中保持这些轴向位置因此仅允许吸收由于公差所引起的平行性误差。
所述装置意味着一种允许基于凸轮轴相位器的同心凸轮的组装同时允许如由制造公差所引起的部件的失去对准的设备。在此情况中，意味着这种失去对准是在相位器的端板与凸轮驱动链轮环齿轮之间吸收的。通过使端板与链轮环齿轮脱离联接，就允许了该端板符合该转子的角度倾斜，如由内部轴所限定的。当外部端板和内部端板通过相位器壳体部而被用螺栓连接在一起时，这些端板可以相对于转子对准。该链轮环齿轮被刚性地附装到凸轮轴组件的外部轴上。内部轴对于外部轴的定向，以及随后该转子与壳体部以及端板组件一起对于凸轮驱动链轮环齿轮的定向是由这些凸轮突出部提供的。由于该组件的端板被保持紧邻该凸轮驱动链轮环齿轮，可以在这两个部件之间使用一个面花键以便提供一个扭转传输设备同时还允许在这两个部件之间的平行性的略微不同。在这两个部件之间的齿间隙应该被最小化从而使得该组件就不会有拙劣的噪声、振动、和刺耳(NVH)的表现。
从图1至图3以及图6至图8的比较应该认识到，第一齿或面花键部分以及第二齿或面花键部分140a、140b；240a、240b；340a、340b可以在希望的任何定向上。通过举例而非限制的方式，第一齿或面花键部分和第二齿或面花键部分140a、140b；240a、240b；340a、340b可以形成在一个取向上而使得齿轮廓的面宽度方向140c、240c、340c沿着相对于同心凸轮轴的纵向旋转轴线成角度布置的一个面在径向方向上延伸(图6至图8)，或者沿着与同心凸轮轴的纵向旋转轴线成直角或者垂直布置的一个横向面在径向方向上延伸(图6至图8)，或者相对于同心凸轮轴的纵向旋转轴线在横向方向上延伸并且具有多个相交的齿(图6至图8)，或者相对于同心凸轮轴的纵向旋转轴线在横向方向上延伸并且具有彼此相交的至少两组平行齿(未示出)，或者沿着一个圆周面在相对于同心凸轮轴的纵向旋转轴线的轴向方向或纵向方向上延伸(图1至图4)。通过举例而非限制的方式，齿轮廓的面宽度可以在如图1至图4所示的轴向方向上延伸以用于齿140a、140b；240a、240b，或者如图6至图8所示在径向方向上延伸以用于齿或花键340a、340b；或者在其间的任何角度定向(未示出)。如图6至图8所示，当在径向方向上延伸时，齿轮廓可以由一个径向向外位置处的较宽的齿轮廓逐渐变窄而形成一个径向向内位置处的较窄的齿轮廓。
现在参见图5，该扭力驱动机构14可以包括位于凸轮相位器22的壳体壁部分22a与链轮环齿轮456的凸缘442之间的一个组合式销-槽驱动机构440。这种销驱动连接将一个简单的销440a作为凸轮相位器22的内部壳体壁部分22a与同心凸轮轴系统的这些轴之一间的一个扭力驱动构件来使用。更具体的说，该销驱动连接使用了链轮环齿轮456的凸缘442与凸轮相位器22的内部壳体壁部分22a之间的一个界面。一个销440a可以压力装配在一个侧面(或者在凸缘442或者内部壳体壁部分22a)上的配对部分上，并且对应地与内部壳体壁部分22a或者凸缘442上的另一个配对部分上的孔口或槽440b内的一个滑移装配件相接合。这允许扭矩经过销和槽的组合而传输同时还允许在该系统旋转时在这些部分之间的些许倾斜或轴向伸出。
一种用于机动车辆的内燃发动机的可变凸轮正时组件10可以具有连接在一个同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a与外部凸轮轴12b之间的一个凸轮相位器22，以用于在内部凸轮轴12a与外部凸轮轴12b之间提供定相的相对旋转运动。一个扭力驱动机构14可以连接在凸轮位器22与同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b之一间以用于传输旋转扭矩。扭力驱动机构14可以允许对内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b相对于彼此和/或相对于相位器22的垂直失去对准和轴向失去对准的调节，同时在凸轮相位器22与同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b之一间保持一种扭转刚性联接。该扭力驱动机构14可以包括互补、可操作地接合的、成形的接口表面，这些接口表面位于一个主动构件142、242、342、442与至少一个从动构件140、240、340、440之间，或者更具体的说，通过举例而非限制的方式，如主动齿轮142与带有从动齿140a、140b的从动齿轮140之间(图1至图3)，或者环形回路动力传输主动构件242与带有链轮齿240a、240b的从动链轮环齿轮240之间(图4)，或者带有销440a的主动链轮环齿轮456与带有凸轮相位器22的孔口440b的从动壁部分28a之间(图5)，或者带有多个花键或齿340a的主动链轮环齿轮342与带有凸轮相位器322的多个花键或齿340b的从动壁部分28a之间(图6至图8)。
一种用于运行机动车辆的内燃发动机的至少一个提升式阀门的可变凸轮正时组件10可以包括一个凸轮相位器22，该凸轮相位器具有封装一个转子36的一个壳体部28，该转子带有连接到一个同心凸轮轴12上的一条旋转轴线，该同心凸轮轴包括一个内部旋转凸轮轴12a和一个外部旋转凸轮轴12b。一个扭力驱动机构14可以在凸轮相位器22与同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b之一间是可连接的以用于传输它们间的旋转扭矩。该扭力驱动机构14可以允许对内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b相对于彼此和/或相对于凸轮相位器22的垂直失去对准和轴向失去对准的调节，同时在凸轮相位器22与同心凸轮轴12之间保持一种扭转刚性联接。该扭力驱动机构14可以由以下各项之一形成，即：一个横向分离的从动齿轮140、一个横向分离的链轮环齿轮240、一个横向的面花键齿轮340、以及一个销-槽组合式驱动器440。
一种对用于机动车辆的内燃发动机的可变凸轮正时组件10进行组装的方法，该方法可以包括将一个扭力驱动机构14连接在凸轮相位器22与同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b之一间以用于传输旋转扭矩，该可变凸轮正时组件具有连接在一个同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a与外部凸轮轴12b之间的一个凸轮相位器22。该扭力驱动机构14可以允许对内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b相对于彼此和/或相对于凸轮相位器22的垂直失去对准和轴向失去对准的调节，同时在凸轮相位器22与同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b之一间保持一种扭转刚性联接。该方法还可以包括将以下各项之一组装在内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b的主动构件与从动部之间，即，一个横向分离的从动齿轮140、一个横向分离的链轮环齿轮240、一个横向的面花键齿轮340、以及一个销-槽组合式驱动器440。
在操作中，该扭力驱动机构14位于内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b中的一个与该相位器22之间。该扭力驱动机构14容纳该内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b相对于彼此和/或相对于带有凸轮相位器22的转子36或壳体部分28的一个接点的失去对准，如果这种失去对准未被修正的话会使转子36紧束在凸轮相位器22的壳体部28中。该扭力驱动机构14对于内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b以及相位器22组件之间的垂直失去对准和轴向失去对准进行调节，同时在内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b中的一个与相位器22的转子36或壳体部28之间保持一种扭转刚性联接。该扭力驱动机构14允许相位器22的转子36或壳体部28相对于内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b中的一个的有限的垂直性和轴向再对准，同时在转子36与内部凸轮轴12a之间或者壳体部28与外部凸轮轴12b之间在任何一个旋转方向上传输扭转和旋转运动。当同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b受到驱动而旋转时，内部凸轮轴12a响应于相位器22的致动而相对于外部凸轮轴12b保持自由旋转。
现在参见图9至图13，展示了一个可变凸轮正时(VCT)组件10的一部分，该组件包括一个同心凸轮轴12，该同心凸轮轴具有一个内部凸轮轴12a和一个外部凸轮轴12b。通过将链轮环52组装到与外部凸轮轴12b可操作地相关联的环形凸缘16上，就可以将初级旋转运动传输到同心凸轮轴12。次级旋转运动或者在内部凸轮轴12a与外部凸轮轴12b之间的定相的相对旋转运动可以由一个凸轮相位器或其他机械致动器22提供。多个凸轮相位器22要求精确的公差和对准来正确地工作。在同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a与外部凸轮轴12b之间的失去对准会产生妨碍凸轮相位器22正常工作的多个问题。该扭力驱动机构14可以包括一个柔性轴联接器40以用来补偿同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b与凸轮相位器22之间的失去对准。一个环形凸缘16可与外部凸轮轴12b可操作地相关联。一个柔性轴联接器40可以通过一个非圆形互补凸凹形状联接件18连接到内部凸轮轴12a上，该联接件的一个末端部分18a连接到该柔性轴联接器40的本体40a上。一个机械致动器或凸轮相位器22可以与一个内部凸轮轴12a可操作地相关联。从柔性轴联接器40的相反侧，柔性轴联接器40可以通过一个非圆形的互补凸凹形状联接件24连接到该凸轮相位器22的转子36上，该联接件的一个末端部分24a连接到该柔性轴联接器40的本体40a上。可以把一个转子36压在内部凸轮轴12a上并且通过一个销38来紧固。转子36可以容纳在内部板28、壳体32、以及外部板30之间。
一种用于机动车辆的内燃发动机的可变凸轮正时组件10，该正时组件可以具有连接在一个同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a与外部凸轮轴12b之间的一个凸轮相位器22，以用于在内部凸轮轴12a与外部凸轮轴12b之间提供定相的相对旋转运动。该扭力驱动机构14可以包括连接在凸轮相位器22与同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a之间的一个柔性轴联接器40以用于传输旋转扭矩。柔性轴联接器40可以具有一个柔性体40a，该柔性体允许对于垂直失去对准和轴向失去对准的调节，同时在凸轮相位器22与同心凸轮轴12的至少内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b之一间保持一种扭转刚性联接。
该柔性轴联接器40可以是一个扭矩传输缆线组件。该柔性轴联接器40可以包括多个螺旋缠绕股40b，这些股结合在一起以预先避免其拆散并且在一端连接到内部凸轮轴12a并且在另一端连接到该凸轮相位器22上。这些螺旋缠绕股可以包括多个金属股40b，这些金属股被焊接在一起并且在一端连接到内部凸轮轴12a上而在相反的一端连接到该凸轮相位器22上。在该柔性轴联接器40上可以提供至少一个凸凹形状联接器18、24(具有一个非圆形截面的末端部分18a、24a)，以用于附接到一个互补的位于内部凸轮轴12a和凸轮相位器22之一上的对应的凸凹形状装配件18b、24b上。应该认识到，该柔性轴联接器40可以形成有一个凸形配合末端部分18a或者一个凹形配合末端部分24a，以用于与形成于该内部凸轮轴12a和/或凸轮相位器22上的相对应的互补凸凹形状装配件18b、24b的互补凸形配合端或凹形配合端相接合。该柔性轴联接器40可以被构造成以下各项中的至少一种，即缠绕缆、缠绕钢、和缠绕塑料、以及它们的任何组合。至少一个凸凹形状联接件18、24可以是与柔性轴联接器40非旋转地结合。可以将该柔性轴联接器40至少部分地套护在外部凸轮轴12b中。
一种用于操作机动车辆的内燃发动机的至少一个提升式阀门的可变凸轮正时组件10可以包括一个凸轮相位器22，该凸轮相位器具有至少部分地封装一个转子36的一个壳体28、30、32，该转子具有连接到一个同心凸轮轴12上的一条旋转轴线，该同心凸轮轴包括一个内部旋转凸轮轴12a和一个外部旋转凸轮轴12b。该扭力驱动机构14可以包括一个细长的柔性轴联接器40，该联接器可以有一端可连接到凸轮相位器22的转子36上，并且另一端可连接到同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a上，以用于传输它们间的旋转扭矩。细长的柔性轴联接器40可以具有一个柔性体40a，该柔性体允许对垂直失去对准和轴向失去对准的调节，同时在凸轮相位器22与同心凸轮轴12之间保持一种扭转刚性联接。柔性轴联接器40可以由一种扭矩传输缆线组件形成。细长的柔性轴联接器40的至少一端可以具有非圆形的周边以用于与至少转子36和内部凸轮轴12a之一进行驱动连接。
一种对用于机动车辆的内燃发动机的可变凸轮正时组件10进行组装的方法可以包括连接该扭力驱动机构14，其中该扭力驱动机构14包括在该凸轮相位器22与同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a之间的一个柔性轴联接器40以用于传输旋转扭矩，该可变凸轮正时组件具有连接在同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a与外部凸轮轴12b之间的凸轮相位器22。柔性轴联接器40可以具有一个柔性体40a，该柔性体允许对垂直失去对准和轴向失去对准的调节，同时在凸轮相位器22与同心凸轮轴12的至少内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b之一间保持一种扭转刚性联接。本方法还可以包括形成至少一个互补凸凹形状连接件18、24，这种连接件具有一个非圆形截面的末端部分18a、24a以用于将柔性轴联接器40的至少一端附接到内部凸轮轴12a上和附接到该凸轮相位器22上。可以组装该凸凹形状联接件18、24，这是通过将互补凸凹形状联接件18、24的具有非圆形截面的至少一个末端部分18a、24a相对于一个互补的相对应的凸凹形状装配件18b、24b进行联接以便将柔性轴联接器40在一端处附接到内部凸轮轴12a上并且在一个相反端附接到该凸轮相位器22上来实现的。该柔性轴联接器40的形成可以是通过将多个螺旋缠绕股40b结合一起以便限定该柔性轴联接器40并且预先避免其拆散来实现的。该柔性轴联接器40的至少一端可以连接到内部凸轮轴12a和凸轮相位器22中的至少一个上。
在操作中，该柔性轴联接器40位于内部凸轮轴12a与相位器22的转子36之间。该柔性轴联接器40容纳该内部凸轮轴12a相对于与转子36的接点的失去对准，如果这种失去对准未被修正的话会引起该转子36紧束在凸轮相位器22的壳体28、30、32中。用于相位器22的转子36的柔性轴联接器40对垂直失去对准和轴向失去对准进行调节，同时在内部凸轮轴12a与转子36之间保持一种扭转刚性联接。该柔性轴联接器40允许转子36相对于内部凸轮轴12a的有限的垂直重新对准和轴向重新对准，同时在转子36与内部凸轮轴12a之间在任一种旋转方向上对扭矩和旋转运动进行传输。当同心凸轮轴12的内部凸轮轴12a和外部凸轮轴12b都被该链轮环52及环形凸缘16组件所驱动旋转时，内部凸轮轴12a响应于相位器22致动而相对于外部凸轮轴12b保持自由旋转。
虽然本发明已经结合目前所考虑到的最实用和优选的实施例进行了说明，应该理解本发明不限于所披露的这些实施例，而相反地是旨在涵盖在所附权利要求的精神和范围中包括的不同的修改和等效安排，对该范围应给予最广义的解释以便涵盖如法律所容许的所有此类修改和等效结构。

Claims (20)

1.在一种用于机动车辆的内燃发动机的可变凸轮正时组件(10)中，具有连接在一个同心凸轮轴(12)的内部凸轮轴(12a)与外部凸轮轴(12b)之间的一个凸轮相位器(22)，该改进包括：
连接在该同心凸轮轴(12)的内部凸轮轴(12a)与外部凸轮轴(12b)之间以用于传输它们间的旋转扭矩的一个扭力驱动机构(14)，该扭力驱动机构(14)允许对垂直失去对准和轴向失去对准的调节，同时在该凸轮相位器(22)与该同心凸轮轴(12)的至少内部凸轮轴和外部凸轮轴(12a，12b)之一间保持一种扭转刚性联接。
2.如权利要求1所述的改进，其中，该扭力驱动机构(14)包括多个从动齿(14a)。
3.如权利要求2所述的改进，其中，该扭力驱动机构(14)的该多个从动齿(14a)进一步包括：
一个从动齿轮(140)，该从动齿轮具有一条旋转轴线并且被横向地分离成连接到该相位器(22)的壳体部(28)上的一个第一从动齿部分(140a)和连接到该外部凸轮轴(12b)上的一个第二从动齿部分(140b)。
4.如权利要求3所述的改进，进一步包括：
与该从动齿轮(140)的第一从动齿部分和第二从动齿轮部分(140a，140b)均处于驱动接合的一个单一的共用驱动齿轮(142)。
5.如权利要求2所述的改进，其中，该扭力驱动机构(14)的该多个从动齿(14a)进一步包括：
一个从动链轮环齿轮(240)，该链轮环齿轮具有一条旋转轴线并且被横向地分离成连接到该相位器(22)的壳体部(28)上的一个第一从动齿部(240a)以及连接到该外部凸轮轴(12b)上的一个第二从动齿部(240b)。
6.如权利要求5所述的改进，进一步包括：
与该从动链轮环齿轮(240)的这些从动齿部(240a，240b)均处于驱动接合的一个共用的环形回路柔性驱动构件(242)。
7.如权利要求2所述的改进，其中，该扭力驱动机构(14)的该多个从动齿(14a)进一步包括：
一对相对的横向延伸面(344a，344b)，该对延伸面位于该相位器(22)的一个壳体部(28)与一个链轮环齿轮(340)的一个凸缘(316)之间并且具有多个互相啮合的齿(340a，340b)。
8.如权利要求2所述的改进，其中该扭力驱动机构(14)的该多个从动齿(14a)在至少一个面宽度方向(140c，240c，340c)上相对于该同心凸轮(12)的一条旋转轴线延伸，该同心凸轮的旋转轴线选自一个轴向方向(140c，240c)、一个径向方向(340c)、及其任何组合。
9.如权利要求1所述的改进，其中，该扭力驱动机构(14)进一步包括：
位于该相位器(22)的一个壳体部(28)与一个链轮环齿轮(456)的一个凸缘(442)之间的一个组合式销-槽驱动机构(440)。
10.如权利要求1所述的改进，其中，该扭力驱动机构(14)进一步包括：
由一个扭矩传输缆线组件限定的一个柔性轴联接器(40)。
11.如权利要求10所述的改进，其中，该柔性轴联接器(40)进一步包括：
多个螺旋缠绕股(40b)，这些股结合在一起以用来预先避免其拆散并且在一端连接到该内部凸轮轴(12a)上而在相反的一端被连接到该凸轮相位器(22)上。
12.如权利要求10所述的改进，其中，该柔性轴联接器(40)进一步包括：
至少一个互补凸凹形状联接件(18，24)，该联接件具有一个非圆形截面的端部(18a，24a)以用于附接到位于该内部凸轮轴(12a)和该凸轮相位器(22)之一上的一个互补凸凹形状装配件(18b，24b)上。
13.一种用于组装机动车辆的内燃发动机的可变凸轮正时组件(10)的方法，该可变凸轮正时组件具有连接在一个同心凸轮轴(12)的内部凸轮轴(12a)与外部凸轮轴(12b)之间的一个凸轮相位器(22)，该方法包括：
将一个扭力驱动机构(14)连接在该同心凸轮轴(12)的内部凸轮轴(12a)与外部凸轮轴(12b)之间以用于传输旋转扭矩，该扭力驱动机构(14)允许对垂直失去对准和轴向失去对准的调节，同时在该凸轮相位器(22)与该同心凸轮轴(12)的至少内部凸轮轴和外部凸轮轴(12a，12b)之一间保持一种扭转刚性联接。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括：
在该扭力驱动机构(14)上形成多个从动齿(14a)。
15.如权利要求14所述的方法，其中，形成该扭力驱动机构(14)的该多个从动齿(14a)进一步包括：
形成一个从动齿轮(140)，该从动齿轮具有一条旋转轴线并且横向地分离成连接到该相位器(22)的壳体部(28)上的一个第一从动齿部(140a)以及连接到该外部凸轮轴(12b)上的一个第二从动齿部(140b)；并且
组装一个单一的共用驱动齿轮(142)，该共用驱动齿轮与该从动齿轮(140)的第一从动齿部和第二从动齿部(140a，140b)均处于驱动接合。
16.如权利要求14所述的方法，其中，形成该扭力驱动机构(14)的该多个从动齿(14a)进一步包括：
形成一个从动链轮环齿轮(240)，该链轮环齿轮具有一条旋转轴线并且横向地分离成连接到该相位器(22)的壳体部(28)上的一个第一从动齿部(240a)以及连接到该外部凸轮轴(12b)上的一个第二从动齿部(240b)；并且
组装一个单一的共用驱动链(242)，该驱动链与该从动链轮环齿轮(240)的这些从动齿部(240a，240b)均处于驱动接合。
17.如权利要求14所述的方法，其中，形成该扭力驱动机构(14)的该多个从动齿(14a)进一步包括：
在位于该相位器(22)的一个壳体部(28)与一个链轮环齿轮(356)的凸缘(316)之间的一对相对的横向延伸面(344a，344b)上形成多个互相啮合的齿(340a，340b)。
18.如权利要求13所述的方法，其中，连接该扭力驱动机构(14)进一步包括：
使位于该相位器(22)的壳体部(28)与一个链轮环齿轮(456)的一个凸缘(442)之间的一个组合式销-槽驱动机构(440a，440b)互相连接。
19.如权利要求13所述的方法，其中，连接该扭力驱动机构(14)进一步包括：
将一个柔性轴联接器(40)连接在该凸轮相位器(22)与该同心凸轮轴(12)的内部凸轮轴(12a)之间以用于传输旋转扭矩，该柔性轴联接器(40)具有一个柔性体(40a)，该柔性体允许对垂直失去对准和轴向失去对准的调节，同时在该凸轮相位器(22)与该同心凸轮轴(12)的至少内部凸轮轴和外部凸轮轴(12a，12b)之一间保持一种扭转刚性联接。
20.如权利要求19所述的方法，进一步包括：
将多个螺旋缠绕股(40b)结合在一起以用来限定该柔性轴联接器(40)并且用来预先避免它们拆散；
形成至少一个互补凸凹形状联接件(18，24)，该联接件具有一个非圆形截面的端部(18a，24a)以用于将该柔性轴联接器(40)的至少一端附接到该内部凸轮轴(12a)和该凸轮相位器(22)之一上；并且
将该柔性轴联接器(40)的至少一端至少连接到该内部凸轮轴(12a)和该凸轮相位器(22)之一上。
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