CN107559410A - 用于裂环行星传动的行星架止动件 - Google Patents

Abstract

裂环行星传动具有被接纳在第一环形齿轮的至少一个凹穴中至少一个行程终点止动件。该行程终点止动件可在第一止动件位置与第二位置之间移动，在该第一止动件位置中，当该行星传动在某个方向上旋转时，该行程终点止动件接合行星架上的止动件，防止裂环行星传动在该方向上进一步旋转，在该第二位置中，该行程终点止动件不会接合该行星架上的止动件。该行程终点止动件可以是锁舌、卡环或枢转棘爪。

Description

用于裂环行星传动的行星架止动件

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年6月30日提交的标题为“用于裂环行星传动的行星架止动件(CARRIER STOP FOR SPLIT RING PLANETARY DRIVE)”的临时申请号62/356,657中所公开的一项或多项发明。特此要求美国临时申请在35USC§119(e)下的权益，且本文特此以引用方式引入前述提及的申请。

技术领域

本发明涉及电动相位器的领域。更具体地，本发明涉及一种用于电动相位器的行星架止动件。

背景技术

可变凸轮正时或“VCT”是指在需要时控制并且改变传动轴与一个或多个凸轮轴之间的角度关系(“相位”)的过程，该凸轮轴控制发动机的进气阀和排气阀。在闭环VCT系统中，该系统测量凸轮轴相对于其操作地连接的曲柄轴的角位移，且接着改变相角以响应于增大或减小功率的需要而调整各种发动机特性。通常，存在反馈环，其中此类发动机特性的期望值是针对它们的现有值来测量的，且响应于任何差异而在发动机内部实现改变。为了实现这一点，现代汽车通常具有一个或多个电子控制单元(ECU)，该电子控制单元不断地分析从发动机的各个部分或从汽车的其它部分(例如，废气传感器、压力传感器和压力传感器)馈送至该电子控制单元中的数据。接着响应于此数据发射控制信号。例如，关于VCT系统，当发动机或外部条件中发生改变时，因此调整凸轮轴与曲柄轴之间的角位移。

VCT系统包括凸轮定相控制装置(相位器)、控制阀、控制阀致动器以及控制电路。电动相位器(e-相位器)是由电动马达驱动以控制并且改变传动轴与一个或多个凸轮轴之间的角度关系。响应于输入信号，电动相位器调整凸轮轴以使发动机正时超前或滞后。

这些系统具有高比率齿轮动力系并且可借助于以一定速度相对于凸轮轴转动的马达将凸轮轴相对于曲柄轴定相。当马达比凸轮轴更快地转动时，相位器将在一个方向上将凸轮轴相对于曲柄轴定相，且随着马达减速且可能在另一方向上转动，凸轮轴至曲柄轴相位将在相反方向上移动。

为了改变传动轴与一个或多个凸轮轴之间的角度关系，需要限制相位器的行程，然而，一个环形齿轮相对于另一环形齿轮的停止可导致行星齿轮稍微超限运转，从而可结合行星齿轮。用于驱动太阳齿轮的马达可能不会总是提供足够大转矩来撤销该行星齿轮的结合。另外，限制行星架的行程以使相位器的行程停止在具体止动件处也是成问题的，因为行星架在相位器行程期间旋转一次以上。

发明内容

裂环行星传动具有被接纳在第一环形齿轮的至少一个凹穴中至少一个行程终点止动件。该行程终点止动件可在第一止动件位置与第二位置之间移动，在该第一止动件位置中，当该行星传动在某个方向上旋转时，该行程终点止动件接合行星架上的止动件，防止裂环行星传动在该方向上进一步旋转，在该第二位置中，该行程终点止动件不会接合该行星架上的止动件。该行程终点止动件可以是锁舌、卡环或枢转棘爪。

在另一个实施例中，该裂环行星传动具有被接纳在第一环形齿轮的凹穴中的行程终点止动件。该凹穴具有斜槽。第一行程终点止动件可在第一止动件位置与第二位置之间移动，在该第一止动件位置中，该第一行程终点止动件与该斜槽以及该行星架的轴向部分接合，防止裂环行星传动在某个方向上旋转，在该第二位置中，该第一行程终点止动件不会接合该斜槽或该行星齿轮的轴向部分。该行程终点止动件可以是销。

附图说明

图1示出了具有锁舌止动件的行程终点止动件的本发明的第一实施例的相位器的透视图。

图2示出了本发明的第一实施例的相位器的前视图。

图3示出了本发明的第一实施例的相位器的分解图。

图4示出了本发明的第一实施例的相位器的垂直剖面。

图5示出了接合在本发明的第一实施例的相位器的超前止动件处的行星架的顶部剖面。

图6示出了接近或离开本发明的第一实施例的相位器的超前止动件的行星架的顶部剖面。

图7示出了本发明的第一实施例的相位器的中间行程位置处的行星架的顶部剖面。

图8示出了接近或离开本发明的第一实施例的相位器的滞后止动件的行星架的顶部剖面。

图9示出了接合在本发明的第一实施例的相位器的滞后止动件处的行星架的顶部剖面。

图10示出了具有卡环止动件的行程终点止动件的本发明的第二实施例的相位器的透视图。

图11示出了本发明的第二实施例的相位器的前视图。

图12示出了本发明的第二实施例的相位器的分解图。

图13示出了接合在本发明的第二实施例的相位器的超前止动件处的行星架的顶部剖面。

图14示出了接近或离开本发明的第二实施例的相位器的超前止动件处的行星架的顶部剖面。

图15示出了本发明的第二实施例的相位器的中间行程位置处的行星架的顶部剖面。

图16示出了接近或离开本发明的第二实施例的相位器的滞后止动件的行星架的顶部剖面。

图17示出了接合在本发明的第二实施例的相位器的滞后止动件处的行星架的顶部剖面。

图18示出了具有枢转棘爪止动件的行程终点止动件的本发明的第三实施例的相位器的透视图。

图19示出了本发明的第三实施例的相位器的前视图。

图20示出了本发明的第三实施例的相位器的分解图。

图21示出了接合在本发明的第三实施例的相位器的超前止动件处的行星架的顶部剖面。

图22示出了接近或离开本发明的第三实施例的相位器的超前止动件的行星架的顶部剖面。

图23示出了本发明的第三实施例的相位器的中间行程位置处的行星架的顶部剖面。

图24示出了接近或离开本发明的第三实施例的相位器的滞后止动件的行星架的顶部剖面。

图25示出了接合在本发明的第三实施例的相位器的滞后止动件处的行星架的顶部剖面。

图26示出了具有线性作用销止动件的行程终点止动件的本发明的第四实施例的相位器的透视图。

图27示出了本发明的第四实施例的相位器的前视图。

图28示出了本发明的第四实施例的相位器的分解图。

图29示出了接近或离开本发明的第四实施例的相位器的超前止动件的行星架的顶部剖面。

图30示出了接合在本发明的第四实施例的相位器的超前止动件处的行星架的顶部剖面。

图31示出了本发明的第五实施例的相位器的透视图。

图32示出了本发明的第五实施例的相位器的分解图。

图33示出了本发明的第五实施例的相位器的特写透视图，其中锁舌经过隐藏不可见的止动件和内板。

图34示出了本发明的第五实施例的相位器的后视图，其中锁舌接合隐藏不可见的止动件和内板。

图35示出了本发明的第五实施例的相位器的倾斜透视图，其中锁舌接触隐藏不可见的止动件和内板。

图36示出了本发明的第五实施例的相位器的后视图，其中锁舌接触隐藏不可见的止动件和内板。

图37示出了根据本发明的第五实施例的相位器的后视图，其中锁舌的行程受限。

具体实施方式

应当注意的是，在某些图中，已经移除了行星齿轮以简化附图。

电动相位器使用诸如电动马达的电致动器动态地调整内燃机的凸轮轴相对于发动机曲柄轴的旋转关系。本发明的电动相位器包括由电动马达驱动的行星传动系统。行星传动系统可以包括居中太阳齿轮以及接合太阳齿轮的多个行星齿轮。行星传动系统可以是裂环行星传动，其具有由发动机曲柄轴驱动的链轮环形齿轮以及与太阳齿轮同心并且连接至凸轮轴的凸轮轴环形齿轮。可以存在行星架以将行星齿轮连接在一起。电动马达优选地是无电刷DC马达，但是将理解的是，也可使用诸如具有电刷的DC马达、AC马达或步进马达的其它形式的马达。替代地，行星传动系统没有裂开并且是单个环形行星系统。

在裂环行星相位器中，凸轮轴环形齿轮与链轮环形齿轮之间具有齿计数差。当太阳齿轮以不同于凸轮轴的速度旋转时，凸轮轴环形齿轮归因于齿数差而以稍微不同于链轮环形齿轮的速度移动。取决于传动比的正负号，凸轮轴可以在与太阳齿轮相同或不同的方向上移动。虽然行星架超前、滞后以及将行星架在止动件之间移动之间的关系将取决于传动比的正负号，但是本领域技术人员将明白的是，所示实施例适用于正或负传动比。

在某些实施例中，电动马达连接至太阳齿轮以相对于行星齿轮驱动太阳齿轮。当电动马达使太阳齿轮以与链轮环形齿轮相同的速度旋转时，曲柄轴与凸轮轴之间维持恒定的相位位置。在这些条件下，行星齿轮组件作为整体旋转，使得太阳齿轮与行星齿轮之间或行星齿轮与环形齿轮之间没有相对移动。对链轮环形齿轮/凸轮轴环形齿轮/凸轮轴调整电动马达速度会调整凸轮轴相对于曲柄轴的相位。当电动马达使太阳齿轮以快于凸轮轴的速度旋转时，相位器以滞后方向移动。当电动马达使太阳齿轮以慢于凸轮轴的速度旋转时，相位器以超前方向移动。

链轮环形齿轮、凸轮轴环形齿轮、行星齿轮以及太阳齿轮设置在优选地具有高数值传动比的行星齿轮传动连接中以允许以对电动马达的相对较低驱动转矩需求进行精确的定相角调整。链轮环形齿轮优选地是由发动机曲柄轴通过链轮和无端环动力传输链驱动，且凸轮轴环形齿轮优选地连接以与凸轮轴一起旋转。

图1至9示出了具有锁舌止动件的行程终点止动件的本发明的第一实施例的相位器。

相位器10具有裂环齿轮行星传动，其包括具有行星齿轮齿18、20、22的行星齿轮12、14、16、具有太阳齿轮齿25的居中太阳齿轮24，以及包括链轮环形齿轮30和凸轮轴环形齿轮32的裂环齿轮。

太阳齿轮24具有用于接纳输出轴(未示出)的孔26。

行星齿轮12、14、16由行星架38保持在一起。行星架38具有第一板39和第二板40。每个行星齿轮12、14、16均通过其中有行星齿轮12、14、16旋转的销11、13、15连接至第一板39和第二板40，这构成了行星架38。止动件43在行星架38上。行星架38具有用于接纳太阳齿轮24的居中孔27。太阳齿轮24的太阳齿轮齿25与行星齿轮齿18、20、22对准和接合。

行星架38和相关行星齿轮12、14、16被接纳在限定凸轮轴环形齿轮32的孔45的内径45a内。凸轮轴环形齿轮32具有由行星架38的孔27接纳的居中凸缘37。一组环形齿轮齿33在凸轮轴环形齿轮32的内径45a内。凹穴44存在于凸轮轴环形齿轮32的内径45a内并且接纳止动件或锁舌36。

凸轮轴环形齿轮32由通过链轮环形齿轮30的内径46a形成的孔46接纳。狭槽34存在于链轮环形齿轮30的内径46a中并且接纳弹簧35和锁舌36。

链轮环形齿轮齿31在链轮环形齿轮30的内径46a上。环形齿轮30、32具有不同数量的齿31、33，其中齿数差是行星齿轮12、14、16的数量的倍数。环形齿轮齿31、33具有允许环形齿轮30、32与行星齿轮12、14、16正确地啮合的轮廓。

行星齿轮12、14、16围绕太阳齿轮24且在环形齿轮30、32内旋转使得行星齿轮12、14、16沿着内摆曲线(由在大圆圈(环形齿轮)内滚动的小圆圈(行星齿轮)上的固定点的轨迹产生的曲线)行进。

锁舌36具有长度L使得当锁舌36没有被接纳在链轮环形齿轮30的狭槽34内时，锁舌36接合行星架38上的止动件43。当锁舌36被接纳在狭槽34内时，锁舌36没有接合行星架38上的止动件43，因为行星架38在凸轮轴环形齿轮32的孔45内旋转。狭槽34的长度允许行星架38停止在分离该长度的第一止动件和第二止动件处。弹簧35将锁舌36偏置至狭槽34中。凹穴44的侧切割成提供尽可能大的接触面积，并且(在此情况中中，通过平行于凹穴44的中线)防止锁舌36由于锁舌36上的倾覆力矩而结合在凹穴44中。狭槽34的倾斜端34a、34b用作凸轮机构以将锁舌36朝行星架38上的止动件43偏置。

当相位器10在如图5中所示的滞后止动件位置中时，凸轮轴环形齿轮32的凹穴44中的锁舌36在某个位置中使得锁舌36与行星架38上的止动件43接合。锁舌36是由弹簧35且由链轮环形齿轮30的内径46a进行弹簧偏置。锁舌36的长度L大于凸轮轴环形齿轮32的宽度W，使得长度L的一部分延伸至由凸轮轴链轮环形齿轮32限定的孔45中。

在行星架38的止动件43接合锁舌36之后，行星架38和相关行星齿轮12、14、16可能不再在相同方向上进行任何进一步旋转，并且可仅在相反方向上转动。因此，相位器10被保持在表示最大滞后状态的位置中。

发动机曲柄轴(未示出)通过正时链(未示出)旋转地接合至穿过链轮54的链轮环形齿轮30，且发动机凸轮轴旋转地接合至凸轮轴环形齿轮32。马达(未示出)借助于输出轴(未示出)与太阳齿轮24旋转地接合。当太阳齿轮24由马达以与环形齿轮30、32中的任一个相同的速度旋转时，因为两个环形齿轮30、32均一致地旋转，所以维持恒定的凸轮相位位置。当太阳齿轮24由马达以不同于环形齿轮30、32的速度驱动时，一个环形齿轮的速度稍微不同于另一环形齿轮的速度产生凸轮相移函数。以此方式，获得极高数值比且凸轮轴被定相为加上曲柄轴与凸轮轴的标称旋转关系或从该标称旋转关系减去。

在描述中，描述了链轮环形齿轮30表现为静止时关于链轮环形齿轮30的相位器旋转，即使在发动机操作期间，相位器的所有部分均可在与其定相的相同方向上旋转。

相位器10优选地用于动态地调整凸轮轴与发动机曲柄轴的旋转关系以提高发动机的燃料效率或在负荷或加速度下提供更大动力。

图5示出了相位器10，其中行星架38的止动件43与凸轮轴链轮环形齿轮30的锁舌36接合，将相位器在第一方向上的行程限于第一止动件位置(滞后)。在此位置中，行星架38上的止动件43与链轮环形齿轮30的凹穴44内的锁舌36的接合阻止凸轮轴环形齿轮32、太阳齿轮24和行星架38在逆时针方向上的任何进一步旋转，并且阻止行星齿轮12、14、16在顺时针方向上的任何进一步旋转。当凸轮轴环形齿轮32和行星架38在相同方向上朝狭槽34的倾斜端34a如所示般旋转时，指示正传动比。

图6示出了凸轮轴环形齿轮32、行星架38和太阳齿轮24顺时针旋转之后该相位器10的示意图。行星架38的止动件43不会与锁舌36接合。当凸轮轴环形齿轮32旋转时，锁舌36沿着链轮环形齿轮30的狭槽34滑动，且行星架38的止动件43可旋转经过锁舌36。

行星架38和凸轮轴环形齿轮32的旋转使得锁舌36不会从凹穴44下落来接合行星架38的止动件43直至达到相位器行程极限。应当注意的是，弹簧35将锁舌36朝狭槽34偏置使得锁舌36偏置至狭槽34中尽可能深。

图7示出了中间行程位置中的行星架38。如图中所示，锁舌36在链轮环形齿轮30的狭槽34中，且锁舌36的长度L并未大到足以下落至由凸轮轴环形齿轮32限定的孔45中足够深来与行星架38的止动件43接合。相反地，锁舌36与止动件43之间具有足够大空隙使得行星架38的止动件43可绕过锁舌36。

图8示出了相位器10朝超前止动件移动使得行星架38和太阳齿轮24在顺时针方向上旋转且环形齿轮30、32和行星12、14、16在逆时针方向上旋转。锁舌36沿着链轮环形齿轮30的狭槽34的长度滑动。当锁舌36继续沿着狭槽34滑动时，锁舌36的长度L不会延伸至凸轮轴环形齿轮32的孔46中直至行星架38在行程终点之前进行最后旋转并且不会接合行星架38的止动件43。倾斜端34a、34b优选地在可用最大角度内平缓地倾斜和弯曲以避免干扰行星架43或行星架38上的其它特征以使止动件43平滑地移动至第一位置中。

图9示出了接合在超前止动件处的行星架38。在此位置中，凸轮轴环形齿轮32旋转使得锁舌36与狭槽34的倾斜端34b接合，且锁舌36延伸至凸轮轴环形齿轮32的孔46中。由于锁舌36的长度L的一部分延伸至凸轮轴环形齿轮32的孔45中，当行星架38以顺时针方向旋转时，行星架38的止动件43继续以顺时针方向旋转直至行星架38的止动件42与锁舌36接合，防止行星架38以顺时针方向进一步移动。

从超前止动件，凸轮轴环形齿轮32、行星架38和太阳齿轮24以逆时针方向旋转，且行星齿轮12、14、16以顺时针方向旋转直至行星架38的止动件43与锁舌36接合。

图10至17示出了具有卡环止动件的行程终点止动件的本发明的第二实施例的相位器。

相位器110具有裂环齿轮行星传动，其包括具有行星齿轮齿118、120、122的行星齿轮112、114、116、具有太阳齿轮齿125的居中太阳齿轮124，以及包括链轮环形齿轮130和凸轮轴环形齿轮132的裂环齿轮。

太阳齿轮124具有用于接纳输出轴(未示出)的孔126。

行星齿轮112、114、116由行星架138保持在一起。行星架138具有第一板139和第二板140。每个行星齿轮112、114、116均通过其中有行星齿轮112、114、116旋转的销111、113、115连接至第一板139和第二板140，这构成了行星架138。行星架138具有用于接纳太阳齿轮124的居中孔127。太阳齿轮124的太阳齿轮齿125与行星齿轮齿118、120、122对准和接合。行星架138还具有止动件143。

行星架138和相关行星齿轮112、114、116被接纳在限定凸轮轴环形齿轮132的孔145的内径145a内。凸轮轴环形齿轮132具有用于容纳卡环162的第一端163的第一孔166以及用于接纳卡环162的第二端164的第二孔169。卡环162具有弹性且卡环162的端部163、164向外径向地偏置。卡环162由环形齿轮齿133或凹槽(未示出)轴向地保持在凸轮轴环形齿轮132的孔145的内径145a内的适当位置中。行星架138可以由被接纳在凸轮轴环形齿轮132的居中凸缘137中的狭槽165内的保持环160和垫圈161轴向地保持在适当位置中。

凸轮轴环形齿轮132由通过链轮环形齿轮130的内径146a形成的孔146接纳。弹簧环形齿轮130的外圆周容纳链轮齿154。链轮环形齿轮130的内径146a的一部分容纳环形齿轮齿131。

凸轮机构167在链轮环形齿轮130的内径146a上。凸轮机构167优选地与链轮环形齿轮130形成为一体，但是其也可为插入至链轮环形齿轮130中的单独零部件。凸轮机构167随着链轮环形齿轮130一起旋转。凸轮机构167沿着链轮环形齿轮130的内径146a间隔开一定间隔。

环形齿轮130、132具有不同数量的齿131、133，其中齿数差是行星齿轮112、114、116的数量的倍数。环形齿轮齿131、133具有允许环形齿轮130、132与行星齿轮112、114、116正确地啮合的轮廓。

行星齿轮112、114、116围绕太阳齿轮124且在环形齿轮130、132内旋转使得行星齿轮112、114、116沿着内摆曲线(由在大圆圈(环形齿轮)内滚动的小圆圈(行星齿轮)上的固定点的轨迹产生的曲线)行进。

当相位器在如图13中所示的超前止动件位置中时，行星架138上的止动件143与卡环162的第一端163接合，该第一端与凸轮轴环形齿轮132的狭槽166接合。

在行星架138的止动件143接合卡环162的第一端163之后，行星架138和相关行星齿轮112、114、116可能不再在相同方向上进行任何进一步旋转，并且可仅在相反方向上转动。因此，相位器110被保持在表示最大超前状态的位置中。

发动机曲柄轴(未示出)通过正时链(未示出)旋转地接合至穿过链轮154的链轮环形齿轮130，且发动机凸轮轴旋转地接合至凸轮轴环形齿轮132。马达(未示出)借助于输出轴(未示出)与太阳齿轮124旋转地接合。当太阳齿轮124由马达以与环形齿轮130、132中的任一个相同的速度旋转时，因为两个环形齿轮130、132均一致地旋转，所以维持恒定的凸轮相位位置。当太阳齿轮124由马达以不同于环形齿轮130、132的速度驱动时，一个环形齿轮的速度稍微不同于另一环形齿轮的速度产生凸轮相移函数。以此方式，获得极高数值比且凸轮轴被定相为加上曲柄轴与凸轮轴的标称旋转关系或从该标称旋转关系减去。

相位器110优选地用于动态地调整凸轮轴与发动机曲柄轴的旋转关系以提高发动机的燃料效率或在负荷或加速度下提供更大动力。

图13示出了相位器110，其中行星架138的止动件143与卡环162的第一端163(其与凸轮轴链轮环形齿轮130的狭槽166接合)接合，将相位器的在第一方向上的行程限于第一止动件位置(超前)。在此位置中，卡环162的第一端163由链轮环形齿轮130的凸轮机构167向内推向行星架138。卡环162的第一端163向内朝太阳齿轮124的移动确保卡环162的第一端163与行星架138上的止动件143接合并且阻止凸轮轴环形齿轮132的任何进一步顺时针旋转，且阻止行星齿轮112、114、116以顺时针方向的任何进一步旋转，并且阻止行星架138和太阳齿轮124以逆时针方向的任何旋转。

图14示出了行星架138和太阳齿轮124旋转之后该相位器110的示意图。凸轮轴环形齿轮132以逆时针方向旋转，太阳齿轮124和行星架138顺时针旋转，且行星齿轮112、114、116以逆时针方向旋转。链轮环形齿轮130的凸轮机构167在某个位置中使得卡环162的第一端163或第二端164不会接合凸轮机构167。因此，行星架167的止动件143不会与卡环162的端部163、164中的任一个接合。当凸轮轴环形齿轮132旋转时，行星架138的止动件143在卡环162的内部162a上滑动或与该内部具有空隙，且行星架138的止动件143旋转经过卡环162的第二端164。行星架138和环形齿轮130、132的旋转使得卡环162的第一端163和第二端164不会接合行星架138的止动件143直至达到相位器行程极限。

图15示出了中间行程位置中的行星架138。如图中所示，卡环162的第一端163和第二端164不会接合链轮环形齿轮130的凸轮机构167，且行星架138上的止动件143继续在卡环162的环部162b的内部162a上滑动或以空隙旋转至该内部。

图16示出了相位器朝滞后止动件移动，其中行星架138和太阳齿轮124以顺时针方向旋转且凸轮轴环形齿轮132和行星齿轮112、114、116以逆时针方向旋转。链轮环形齿轮130的凸轮机构167现在某个位置中使得卡环162的第一端163或第二端164均不会接合凸轮机构167。因此，在第一止动件位置与第二止动件位置之间，行星架138的止动件143不会与卡环162的端部163、164中的任一个接合。当凸轮轴环形齿轮132旋转时，行星架138的止动件143在卡环162的内部162a上滑动或与以空隙旋转至该内部，且行星架138的止动件143旋转经过卡环164的第一端163和第二端164。行星架138和环形齿轮130、132的旋转使得卡环162的第一端163和第二端164不会接合行星架138的止动件143直至达到相位器行程极限。

图17示出了接合在滞后止动件处的行星架138。卡环162的第二端164接合链轮环形齿轮130上的凸轮机构167。卡环162的第二端164与凸轮机构167的接合将卡环162的第二端164向内推向行星架138，使得当行星架138顺时针方向旋转时，行星架138的止动件143接合卡环162的第二端164，防止行星架138以顺时针方向的进一步旋转或移动。

链轮环形齿轮130可以构造有不同长度的多个凸轮机构167使得卡环162的端部163、164移动成以不同角度接合行星架止动件143以仅取决于凸轮轴环形齿轮132和行星架138如何组装而使用公共链轮环形齿轮130对相位器限定不同权限范围。虽然此实施例中示出了负传动比，但是也可以使用正传动比，且类似地凸轮机构167之间的间距可以用于限定多种权限范围。

图18至25示出了具有枢转棘爪止动件的行程终点止动件的本发明的第三实施例的相位器。

相位器210具有裂环齿轮行星传动，其包括具有行星齿轮齿218、220、222的行星齿轮212、214、216、具有太阳齿轮齿225的居中太阳齿轮224，以及包括链轮环形齿轮230和凸轮轴环形齿轮232的裂环齿轮。

太阳齿轮224具有用于接纳输出轴(未示出)的孔226。

行星齿轮212、214、216由行星架238保持在一起。行星架238具有第一板239和第二板240。每个行星齿轮212、214、216均通过其中有行星齿轮212、214、216旋转的销211、213、215连接至第一板239和第二板240，这构成了行星架238。行星架238具有用于接纳太阳齿轮224的居中孔227。太阳齿轮齿225与行星齿轮齿218、220、222对准和接合。行星架238还具有止动件243。行星架238可以由被接纳在凸轮轴环形齿轮232的居中凸缘237中的狭槽275内的保持环260和垫圈261轴向地保持在适当位置中。

行星架238和相关行星齿轮212、214、216被接纳在限定凸轮轴环形齿轮232的孔245的内径245a内。凸轮轴环形齿轮232具有用于接纳第一弹簧偏置枢转棘爪263的第一孔266和用于接纳第二弹簧偏置枢转棘爪264的第二孔269。第一弹簧偏置枢转棘爪263和第二弹簧偏置枢转棘爪264包括棘爪265、弹簧267销268，其中棘爪265在该销上枢转。枢转棘爪263、264具有其中棘爪265容纳在环形齿轮230、232内的第二位置以及其中棘爪265在销268上枢转的第一位置，使得棘爪265的至少一部分存在于凸轮轴环形齿轮232的内径245a中并且在其旋转时可干扰行星架238的行程。弹簧267将棘爪265朝链轮环形齿轮230偏置。凸轮轴环形齿轮232的内径245a上还存在一组环形齿轮齿233。

凸轮轴环形齿轮232由通过链轮环形齿轮230的内径246a形成的孔246接纳。弹簧环形齿轮230的外圆周容纳链轮齿254。链轮环形齿轮230的内径246a的一部分容纳环形齿轮齿231。

凸轮机构267在链轮环形齿轮230的内径246a上。凸轮机构267沿着链轮环形齿轮230的内径246a间隔开一定间隔。环形齿轮230、232具有不同数量的齿231、233，其中齿数差是行星齿轮212、214、216的数量的倍数。环形齿轮齿231、233具有允许环形齿轮230、232与行星齿轮212、214、216正确地啮合的轮廓。

行星齿轮212、214、216围绕太阳齿轮224且在环形齿轮230、232内旋转使得行星齿轮212、214、216沿着内摆曲线(由在大圆圈(环形齿轮)内滚动的小圆圈(行星齿轮)上的固定点的轨迹产生的曲线)行进。

当相位器210在如图21中所示的超前止动件位置中时，行星架238上的止动件243与第一弹簧偏置枢转棘爪263接合。

在行星架238的止动件243接合第一弹簧偏置枢转棘爪263之后，行星齿轮214可能不再在相同方向上进行任何进一步旋转，并且可仅以相反方向转动。因此，相位器210被保持在表示最大超前状态的位置中。

发动机曲柄轴(未示出)通过正时链(未示出)旋转地接合至穿过链轮254的链轮环形齿轮230，且发动机凸轮轴旋转地接合至凸轮轴环形齿轮232。马达(未示出)借助于输出轴(未示出)与太阳齿轮224旋转地接合。当太阳齿轮224由马达以与环形齿轮230、232中的任一个相同的速度旋转时，因为两个环形齿轮230、232均一致地旋转，所以维持恒定的凸轮相位位置。当太阳齿轮224由马达以不同于环形齿轮230、232的速度驱动时，一个环形齿轮的速度稍微不同于另一环形齿轮的速度产生凸轮相移函数。以此方式，获得极高数值比且凸轮轴被定相为加上曲柄轴与凸轮轴的标称旋转关系或从该标称旋转关系减去。

相位器210优选地用于动态地调整凸轮轴与发动机曲柄轴的旋转关系以提高发动机的燃料效率或在负荷或加速度下提供更大动力。

图21示出了相位器210，其中行星架238的止动件243与凸轮轴链轮环形齿轮230的狭槽266内的第一弹簧偏置棘爪263接合，将相位器的在第一方向上的行程限于第一止动件位置(超前)。

在此位置中，链轮环形齿轮230的凸轮机构267将第一弹簧偏置棘爪263向内推向行星架238。第一弹簧偏置棘爪263向内的移动确保第一弹簧偏置棘爪263与行星架238上的止动件243接合并且阻止凸轮轴环形齿轮230的任何进一步顺时针旋转，且阻止行星齿轮212、214、216以逆时针方向的任何进一步旋转，并且阻止行星架238和太阳齿轮224以逆时针方向的任何旋转。

图22示出了行星架238和太阳齿轮224旋转之后该相位器210的示意图。环形齿轮230、232以逆时针方向旋转，太阳齿轮224和行星架238顺时针旋转，且行星齿轮212、214、216以逆时针方向旋转。链轮环形齿轮230的凸轮机构267在某个位置中使得第一弹簧偏置棘爪263或第二弹簧偏置棘爪264不会接合凸轮机构267。因此，行星架238的止动件243不会与弹簧偏置棘爪263、264中的任一个接合。当环形齿轮230、232旋转时，行星架238的止动件243在凸轮轴环形齿轮232的内径245a内旋转。行星架238和环形齿轮230、232的旋转使得第一棘爪263和第二棘爪264不会接合行星架238的止动件直至达到相位器行程极限。

图23示出了中间行程位置中的行星架。如图中所示，第一弹簧偏置棘爪263和第二弹簧偏置棘爪264不会接合链轮环形齿轮230上的凸轮机构267，且行星架238上的止动件243继续在凸轮轴环形齿轮232的内径245a内旋转。

图24示出了相位器朝滞后止动件移动，其中行星架238和太阳齿轮224以顺时针方向旋转且凸轮轴环形齿轮232和行星齿轮212、214、216以逆时针方向旋转。链轮环形齿轮230的凸轮机构267在某个位置中使得第一弹簧偏置棘爪263或第二弹簧偏置棘爪264不会接合凸轮机构267。因此，行星架238的止动件243不会与弹簧偏置棘爪263、264中的任一个接合。当凸轮轴环形齿轮232旋转时，行星架238的止动件243在凸轮轴环形齿轮232的内径245a内旋转，且行星架238的止动件243旋转经过第一弹簧偏置棘爪263和第二弹簧偏置棘爪264。行星架238和环形齿轮230、232的旋转使得第一弹簧偏置棘爪263和第二弹簧偏置棘爪264不会接合行星架238的止动件243直至达到相位器210的行程极限。

图25示出了接合在滞后止动件处的行星架238。第二弹簧偏置弹簧264接合链轮环形齿轮230上的凸轮机构267。第二弹簧偏置弹簧264与凸轮机构267的接合将第二弹簧偏置弹簧264向内推向行星架238，使得当行星架238以顺时针方向旋转时，行星架238的止动件243接合第二弹簧偏置弹簧264，防止以顺时针方向进一步旋转。

图26至30示出了具有线性作用销止动件的行程终点止动件的本发明的第四实施例的相位器。

相位器310具有裂环齿轮行星传动，其包括具有行星齿轮齿318、320、322的行星齿轮312、314、316、具有太阳齿轮齿325的居中太阳齿轮324，以及包括链轮环形齿轮330和凸轮轴环形齿轮332的裂环齿轮。

太阳齿轮324具有用于接纳输出轴(未示出)的孔326。

行星齿轮312、314、316由行星架338保持在一起。行星架338具有第一板339和第二板340。每个行星齿轮312、314、316均通过其中有行星齿轮312、314、316旋转的销311、313、315连接至第一板339和第二板340，这构成了行星架338。行星架338具有用于接纳太阳齿轮324的居中孔327。行星架338还具有止动件343。太阳齿轮齿325与行星齿轮齿318、320、322对准和接合。行星架338可以由被接纳在凸轮轴环形齿轮332的居中凸缘337中的狭槽382内的保持环360和垫圈361轴向地保持在适当位置中。

行星架338和相关行星齿轮312、314、316被接纳在限定凸轮轴环形齿轮332的孔345的内径345a内。

凸轮轴环形齿轮332具有用于接纳第一销363的第一斜槽366和用于接纳第二销364的第二斜槽369。第一销363和第二销364各自具有销头365以及从销头365延伸的长度部分368。一组环形齿轮齿333存在于凸轮轴环形齿轮332的内径345a内。

凸轮轴环形齿轮332由通过链轮环形齿轮330的内径346a形成的孔346接纳。弹簧环形齿轮330的外圆周容纳链轮齿354。链轮环形齿轮330的内径346a的一部分容纳环形齿轮齿331。链轮环形齿轮的内径346a内还存在凸轮机构367。凸轮机构367是由斜坡370、371形成。凸轮机构367沿着链轮环形齿轮330的内径间隔开一定间隔。凸轮机构367将销365的头端提高至第一位置，使得销363、364的长度部分368的一部分接触斜槽366、369的斜部373，限制销头365进入凸轮轴环形齿轮332的孔345中的行程。当销363、364不接触凸轮机构367时，销头365抵靠在链轮环形齿轮330中的狭槽366中，且销363、364的长度部分368的端部受狭槽366、369的斜部373约束。当销363、364在第一位置中时，销头365干扰行星架338的旋转。

环形齿轮330、332具有不同数量的齿331、333，其中齿数差是行星齿轮312、314、316的数量的倍数。环形齿轮齿331、333具有允许环形齿轮330、332与行星齿轮312、314、316正确地啮合的轮廓。

行星齿轮312、314、316围绕太阳齿轮324且在环形齿轮330、332内旋转使得行星齿轮312、314、316沿着内摆曲线(由在大圆圈(环形齿轮)内滚动的小圆圈(行星齿轮)上的固定点的轨迹产生的曲线)行进。

当相位器310在如图30中所示的超前止动件位置中时，链轮环形齿轮330的凸轮机构367定位成使得凸轮机构367将销365的头端提高至第一位置。在第一销363的第一位置中，销363的长度部分368的一部分接触狭槽366的斜部373，限制销头365进入凸轮轴环形齿轮332的孔345中的行程，且允许销头365干扰行星架338的旋转，且因此行星架338可能不再以当前行程方向或以相同方向进行任何进一步旋转，并且可仅以相反方向转动。因此，相位器被保持在表示最大超前状态的位置中。

发动机曲柄轴(未示出)通过正时链(未示出)旋转地接合至穿过链轮354的链轮环形齿轮330，且发动机凸轮轴旋转地接合至凸轮轴环形齿轮332。马达(未示出)借助于输出轴(未示出)与太阳齿轮324旋转地接合。当太阳齿轮324由马达以与环形齿轮330、332中的任一个相同的速度旋转时，因为两个环形齿轮330、332均一致地旋转，所以维持恒定的凸轮相位位置。当太阳齿轮324由马达以不同于环形齿轮330、332的速度驱动时，一个环形齿轮的速度稍微不同于另一环形齿轮的速度产生凸轮相移函数。以此方式，获得极高数值比且凸轮轴被定相为加上曲柄轴与凸轮轴的标称旋转关系或从该标称旋转关系减去。

相位器优选地用于动态地调整凸轮轴与发动机曲柄轴的旋转关系以提高发动机的燃料效率或在负荷或加速度下提供更大动力。

图30示出了相位器310，其中第一销363接合狭槽366的斜部373且销头365干扰行星架338，将相位器在第一方向上的行程限于第一止动件位置(超前)。在此位置中，链轮环形齿轮333的凸轮机构367将第一销363向内推向行星架338。第一销363向内的移动确保第一销363与行星架338接合并且阻止链轮环形齿轮332进行任何进一步顺时针旋转，且阻止行星齿轮312、314、316和行星架338以及太阳齿轮324以对应于链轮的方向进行任何进一步旋转。

图29示出了行星架338和太阳齿轮324旋转之后该相位器310的示意图。凸轮轴环形齿轮332以逆时针方向旋转，太阳齿轮324和行星架338顺时针旋转，且行星齿轮312、314、316以逆时针方向旋转。链轮环形齿轮230的凸轮机构367在某个位置中使得第一销363和第二销364的销头365不会接合凸轮机构367。因此，太阳齿轮324和行星架338不会与第一销363和第二销364的任一个销头365接合。太阳齿轮324和行星架338继续旋转直至凸轮机构267迫使销从第二位置移动至第一位置，接合行星架338，防止以该方向进一步移动。

虽然未示出滞后止动件，但是第二销364将与行星架338接合，防止以方向行进。

图31至37示出了其中锁舌和栓被接纳在狭槽中的本发明的第五实施例的相位器。

相位器410具有裂环齿轮行星传动，其包括具有行星齿轮齿418、420、422的行星齿轮412、414、416、具有太阳齿轮齿425的居中太阳齿轮424，以及包括链轮环形齿轮430和凸轮轴环形齿轮432的裂环齿轮。

太阳齿轮424具有用于接纳输出轴(未示出)的孔426。

行星齿轮412、414、416由行星架438保持在一起。行星架438具有第一板439和第二板440。每个行星齿轮412、414、416均通过其中有行星齿轮412、414、416旋转的销411、413、415连接至第一板439和第二板440，这构成了行星架438。止动件443在行星架的至少一块板上。止动件443可以是行星架438的弯曲部分。行星架438具有用于接纳太阳齿轮424的居中孔427。太阳齿轮424的太阳齿轮齿425与行星齿轮齿418、420、422对准和接合。

行星架438和相关行星齿轮412、414、416被接纳在限定凸轮轴环形齿轮432的孔445的内径445a内。凸轮轴环形齿轮432具有由行星架438的孔427接纳的居中凸缘(未示出)。一组环形齿轮齿433在凸轮轴环形齿轮432的内径445a内。狭槽444存在于链轮环形齿轮430的外面并且接纳止动件的栓470或锁舌436。栓470可以是突起。狭槽444具有沿着其长度的锁定部分444a和解锁部分444b。锁定部分444a在狭槽444的至少一端处优选地倾斜。狭槽444可以被磨削。锁舌436延伸一定长度并且具有突片部分436a，例如当锁舌436的栓470如图35至36中所示般接合在狭槽444的锁定部分444a中时该突片部分可以在具体位置中邻接行星架438的止动件443。当栓470存在于解锁部分444b内时，锁舌436的突片436a定位成使得其如图33至34中所示般绕过接合行星架438的止动件443。应当注意的是，虽然两个锁舌被示为干扰行星架438的止动件443(每个行进方向使用一个锁舌)，但是一个锁舌可以结合具有第一锁定部分444a和第二锁定部分(未示出)的狭槽444而使用。

凸轮轴环形齿轮432由通过链轮环形齿轮430的内径446a形成的孔446接纳。

链轮环形齿轮齿431在链轮环形齿轮430的内径446a上。环形齿轮430、432具有不同数量的齿431、433，其中齿数差是行星齿轮412、414、416的数量的倍数。环形齿轮齿431、433具有允许环形齿轮430、432与行星齿轮412、414、416正确地啮合的轮廓。

行星齿轮412、414、416围绕太阳齿轮424且在环形齿轮430、432内旋转使得行星齿轮412、414、416沿着内摆曲线(由在大圆圈(环形齿轮)内滚动的小圆圈(行星齿轮)上的固定点的轨迹产生的曲线)行进。

虽然没有讨论，但是在以上实施例中，行星架38、138、238可以容纳附加特征480，如果弹簧35、267或卡环162的弹性出现故障，那么该附加特征将卡环162、枢转棘爪263、264或锁舌36复原回到不干扰行星架38、138、238上的止动件43、143、243的位置。附加特征480将卡环162、枢转棘爪263、264或锁舌36复位。该特征可以是行星架38、138、238的延伸部。该延伸部具有一定长度，该长度足够长以将卡环162、枢转棘爪263、264或锁舌34复位回到凸轮轴环形齿轮32、132、232中的狭槽34或凹穴44中但不以其它方式干扰卡环162、枢转棘爪263、264或锁舌36。应当注意的是，在具有销363、364的实施例中，附加特征可以存在于轴向面上。附加特征480还可以将锁舌436复原回到不干扰行星架38上的止动件443的位置。

另外，虽然凸轮轴环形齿轮32、132、232、332、432被示为具有凹穴44、166、169、266、269、366、369、466、469，且链轮环形齿轮30、130、230、330、430具有带端部34a、34b、444a的狭槽34、444或凸轮机构167、267、367，但是链轮环形齿轮可容纳至少一个凹穴且凸轮轴环形齿轮容纳具有端部的至少一个狭槽或至少一个凸轮机构。

另外，虽然以上实施例示出了具有止动件43、143、243、443的行星架38、138、238、338、438，但是该止动件可置于太阳齿轮24、124、224、324、424或行星齿轮12、14、16(等)上，其中狭槽端部34a、34b、444a或凸轮机构167、267、367中的对应变化引起太阳齿轮或行星齿轮的旋转。

在以上描述中，当止动件36、136、236、336、436与行星架止动件43、143、243、443接合时，相位器10、110、210、310、410停止在行程终点处。狭槽端部34a、34b、444a或凸轮机构167、267、367还可具有与止动件36、136、236、336、436接合的限制特征作为止动件36、136、236、336、436的停止动作的加强或作为故障保护。一个环形齿轮相对于另一环形齿轮的停止也可以直接用作故障保护机构。

因此，应当理解的是，本文所述的发明的实施例仅仅说明本发明的原理的应用。本文对所说明实施例细节的引用不是对权利要求范围的限制，权利要求自身所叙述的特征认为是本发明的实质。

Claims (15)

1.一种用于调整第一轴和第二轴的相对相位的裂环行星传动，其包括：

可围绕太阳轴线旋转的太阳齿轮，所述太阳齿轮包括多个太阳齿轮齿；

围绕所述太阳齿轮设置的多个行星齿轮，每个行星齿轮包括将所述行星齿轮维持成与所述太阳齿轮齿啮合接合的多个行星齿；

具有止动件的行星架，所述行星架可随着所述多个行星齿轮一起旋转；

可随着所述第一轴一起旋转的第一环形齿轮，所述第一环形齿轮包括多个第一环形齿轮齿，其将所述第一环形齿轮维持成与每个所述行星齿轮的所述行星齿轮齿啮合接合；

可随着所述第二轴一起旋转的第二环形齿轮，所述第二环形齿轮包括多个第二环形齿轮齿，其将所述第二环形齿轮维持成与每个所述行星齿轮的所述行星齿轮齿啮合接合；以及

容纳在所述第一环形齿轮的至少一个凹穴中的至少一个行程终点止动件，所述至少一个行程终点止动件可在第一止动件位置与第二位置之间移动，在所述第一止动件位置中，当所述行星传动以某个方向旋转时，所述行程终点止动件接合所述行星架上的所述止动件，防止所述裂环行星传动以所述方向进一步旋转，在所述第二位置中，所述行程终点止动件不会接合所述行星架上的所述止动件。

2.根据权利要求1所述的裂环行星传动，其中所述第二环形齿轮进一步包括具有至少一个斜端和长度的狭槽，且所述行程终点止动件是具有可延伸至所述第二环形齿轮中的所述狭槽中的第一端以及形成所述行程终点止动件的第二端，所述锁舌朝所述第二止动件位置偏置。

3.根据权利要求2所述的裂环行星传动，其中当所述锁舌的所述第一端被接纳在所述第二环形齿轮的所述狭槽的所述长度内时，所述锁舌在所述第二位置中并且不会禁止所述行星架的行进，且当所述锁舌接合所述狭槽的所述第一斜端或所述第二斜端时，所述锁舌朝所述第一止动件位置移动以接合所述行星架上的所述止动件。

4.根据权利要求2所述的裂环行星装置，其中所述锁舌的所述第一端是突起。

5.根据权利要求1所述的裂环行星传动，其中所述行程终点止动件是朝所述第二位置偏置的枢转棘爪，且所述第二环形齿轮进一步包括所述第二环形齿轮的所述孔内的凸轮机构，使得所述凸轮机构与所述枢转棘爪之间的接触将所述枢转棘爪移动至所述第一止动件位置中。

6.根据权利要求1所述的裂环行星传动，其中所述行程终点止动件是具有由所述第一环形齿轮的内径接纳的环形部分以及被接纳在所述第一环形齿轮的凹穴中的第一端和第二端的卡环，且所述第二环形齿轮包括沿着所述第二环形齿轮的内径的凸轮机构使得所述凸轮机构与所述卡环的所述第一端或所述第二端之间的接触将所述卡环的所述第一端或所述第二端移动至所述第一止动件位置中。

7.根据权利要求1所述的裂环行星传动，其中所述第一轴是凸轮轴且所述第二轴是曲柄轴。

8.根据权利要求2所述的裂环行星传动，其中所述止动件以弹性弹簧元件朝所述第二位置偏置。

9.一种用于调整第一轴和第二轴的相对相位的裂环行星传动，包括：

可围绕太阳轴线旋转的太阳齿轮，所述太阳齿轮包括多个太阳齿轮齿；

围绕所述太阳齿轮设置的多个行星齿轮，每个行星齿轮包括轴向部分周围的多个行星齿，所述行星齿与所述太阳齿轮齿啮合接合；

行星架，其可随着所述多个行星齿轮一起旋转并且连接至所述多个行星齿轮；

可随着所述第一轴一起旋转的第一环形齿轮，所述第一环形齿轮包括多个第一环形齿轮齿，其与每个所述行星齿轮的所述行星齿轮齿啮合接合；

可随着所述第二轴一起旋转的第二环形齿轮，所述第二环形齿轮包括多个第二环形齿轮齿，其与每个所述行星齿轮的所述行星齿轮齿啮合接合；以及

容纳在所述第一环形齿轮的凹穴中的至少一个行程终点止动件，所述凹穴具有斜槽，所述行程终点止动件可在第一止动件位置与第二位置之间移动，在所述第一止动件位置中，所述第一行程终点止动件与所述斜槽以及所述行星架的轴向部分接合，防止所述裂环行星传动以某个方向旋转，在所述第二位置中，所述行程终点止动件不会接合所述斜槽或所述行星齿轮的所述轴向部分。

10.根据权利要求9所述的裂环行星传动，其中所述行程终点止动件包括具有头部和连接至所述头部的长度部分的销，其中所述销的所述长度部分接合所述斜槽。

11.根据权利要求9所述的裂环行星传动，其中所述第一轴是凸轮轴且所述第二轴是曲柄轴。

12.一种用于调整第一轴和第二轴的相对相位的装置，所述装置包括：

旋转一次以上回转以实现所述第一轴与所述第二轴之间的所述相位的变化的构件，所述构件包括接合表面；以及

止动件，其取决于所述第一轴相对于所述第二轴的相位可从第一位置移动至第二位置；

其中所述止动件被接纳在所述第一轴或所述第二轴的凹穴中；

其中所述第一轴和所述第二轴的旋转范围小于一次回转；以及

其中所述接合表面接合所述止动件以限制所述第一轴相对于所述第二轴的运动范围。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述构件是选自由以下项组成的组：行星齿轮、太阳齿轮以及行星齿轮的行星架。

14.根据权利要求12所述的装置，其中被接纳在所述第一或第二轴的凹穴中的所述止动件可通过所述第一或第二轴中的所述另一个的斜部从所述第二位置移动至所述第一位置。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述构件包括将所述止动件从所述第一位置移动至所述第二位置的特征。