所有叶片都能自由旋转的可变节距定子结构以及变矩器
阅读说明：本技术 所有叶片都能自由旋转的可变节距定子结构以及变矩器 (Variable pitch stator structure with all blades capable of freely rotating and torque converter ) 是由 约翰·爱德华·布雷维克 基思·A·德弗罗 于 2019-08-19 设计创作，主要内容包括：本公开提供了“所有叶片都能自由旋转的可变节距定子结构以及变矩器”。一种变矩器定子,包括：毂；外环；多个叶片；以及多个辐条。所述毂围绕轴线设置。所述叶片沿径向设置在所述外环与所述毂之间。所有所述叶片都可相对于所述毂和所述外环枢转。所述辐条与所述叶片间隔开并且固定到所述毂和所述外环以相对于所述毂支撑所述外环。(The present disclosure provides a "variable pitch stator structure and torque converter with all blades freely rotatable". A torque converter stator comprising: a hub; an outer ring; a plurality of blades; and a plurality of spokes. The hub is disposed about an axis. The blades are radially disposed between the outer ring and the hub. All of the blades are pivotable relative to the hub and the outer ring. The spokes are spaced apart from the blades and fixed to the hub and the outer ring to support the outer ring relative to the hub.)
技术领域
本公开涉及一种所有叶片都能自由旋转的可变节距定子结构以及一种具有可变节距定子的变矩器。
背景技术
本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
自动变速器车辆通常在发动机与变速器之间包括变矩器。典型的变矩器包括泵、涡轮和定子，其中定子叶片以固定节距定位在变矩器内。定子叶片的节距通常被选择来优化在所有运行速度范围内的性能，例如燃料经济性；动力；噪声、振动和粗糙性(NVH)。整个范围内的这种优化通常会导致低于对于任何特定速度而言最优的性能。
过去作出了产生可变节距定子的尝试，但是这些尝试通常都需要一次处理一个叶片并且组装一个叶片。典型的定子可以包括大约二十到三十个定子叶片。产生所述可变节距变矩器所需的劳动密集型工艺使得那些早期的可变节距定子以大生产量使用时会带来不可接受的成本，并且还会因为有更多机会出现组装错误而导致更大的报废率。
传统的变矩器定子的这些和其他限制由本公开解决。
发明内容
在一种形式中，一种变矩器定子包括毂、外环、多个叶片和多个辐条。所述毂围绕轴线设置。叶片沿径向设置在外环与毂之间。所有叶片都可相对于毂和外环枢转。辐条与叶片间隔开并且固定到毂和外环以相对于毂支撑外环。
根据另外的形式，变矩器定子具有不同于叶片数量的辐条。
在另一种形式中，变矩器定子还包括多个枢转构件、多个致动构件和致动器。每个枢转构件从叶片中的对应一个叶片的第一侧延伸。每个致动构件从叶片中的对应一个叶片的第二侧延伸。第二侧与第一侧是相对的。枢转构件和致动构件支撑叶片以相对于毂和外环进行旋转。致动器联接到致动构件并且被配置为使致动构件移动来使叶片枢转。
在另一种变型中，辐条薄于枢转构件并且辐条薄于致动构件。
根据另外的形式，第一侧处于第二侧的径向外侧。
在另一种形式中，致动器设置在毂内。
在另一种形式中，变矩器定子还包括单向离合器，所述单向离合器设置在毂内。
根据另外的形式，外环包括第一壳体环和第二壳体环。第一壳体环和第二壳体环具有配合来形成沿径向延伸的外枢转槽的相对表面。枢转构件中的每一个可旋转地接纳在外枢转槽中的对应一个外枢转槽中。
在另一种变型中，毂包括壳体主体和壳体罩盖。壳体主体和壳体罩盖具有配合来形成沿径向延伸的内枢转槽的相对表面。致动器构件中的每一个可旋转地接纳在内枢转槽中的对应一个内枢转槽中。
在另一种形式中，辐条包括：第一组辐条，所述第一组辐条从壳体主体延伸到第一壳体环；以及第二组辐条，所述第二组辐条从壳体盖延伸到第二壳体环。
根据另外的形式，致动器包括可滑动地设置在由毂限定的圆柱体内的环形活塞。
在另一种形式中，致动器包括弹簧，所述弹簧被配置为使活塞在一个轴向方向上偏置。
在另一种变型中，致动器构件中的每一个形成联接到活塞的曲柄。
在另一种变型中，每个枢转构件与致动器构件中的对应一个致动器构件一体地形成以限定延伸穿过对应叶片的轴。
根据另外的形式，每个枢转构件与致动器构件中的对应一个致动器构件和对应叶片一体地形成。
根据另外的变型，辐条以一定角度从毂延伸到外环。
在另一种形式中，变矩器定子包括第一主体、第二主体、第一环、第二环、多个叶片和多个辐条。第一主体和第二主体联接在一起来形成毂。第一环和第二环联接在一起来形成外环。叶片沿径向设置在毂与外环之间。所有叶片都可相对于毂和外环枢转。每个辐条具有固定到毂的第一端和固定到外环的第二端。
根据另外的形式，多个辐条包括第一组辐条和第二组辐条。第一组辐条的第一端固定地附接到第一主体。第一组辐条的第二端固定地附接到第一环。第二组辐条的第一端固定地附接到第二主体。第二组辐条的第二端固定地附接到第二环。
在另一种形式中，变矩器定子还包括致动器，所述致动器设置在毂内并且联接到叶片。致动器被配置为使叶片相对于毂和外环旋转。
在另一种变型中，致动器包括活塞和多个曲柄构件。活塞可滑动地设置在毂内。每个曲柄构件具有：第一端，所述第一端不可旋转地联接到叶片中的对应一个叶片；以及第二端，所述第二端可旋转地联接到活塞。曲柄构件被配置为在活塞相对于毂沿轴向移动时使叶片旋转。
另外的应用领域将从本文提供的描述中变得明显。应理解，描述和特定示例仅意图用于说明的目的，而不意图限制本公开的范围。
附图说明
为了可以很好地理解本公开，现将参考附图通过示例的方式给出本公开的所描述的各种形式，在附图中：
图1是根据本公开的教导的变矩器的示意性截面图；
图2是图1的变矩器的定子的透视图；
图3是图2的定子的部分分解透视图；
图4是图2的定子的一部分的截面图；
图5是根据本公开的教导的制造图2的定子的方法的流程图；
图6是根据本公开的教导的用于图5的方法中的框架的透视图；
图7是图6的框架的侧视图；
图8是在图5的方法中的一个步骤处说明的图2的定子的一部分的透视图；
图9是在图5的方法的另一个步骤处说明的图2的定子的透视图；
图10是根据本公开的教导的制造图6的框架的方法的流程图；
图11是在图10的方法的一个步骤处说明的图6的框架的一部分的透视图；
图12是在图10的方法的另一个步骤处说明的图6的框架的一部分的透视图；并且
图13是在图10的方法的另一个步骤处的根据本公开的教导用多个模具进行说明的图6的框架的透视图。
本文描述的附图仅用于说明目的，而不意图以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并不意图对本公开、其应用或用途进行限制。应理解，贯穿附图，对应的附图标记指示相似或对应的部件和特征。
参考图1，示意性地示出了根据本公开的教导构造的变矩器10的示例。变矩器10包括输入构件14、输出构件18、泵22、涡轮26和定子30。在所提供的示例中，变矩器10还包括单向离合器34，其又被称为超越离合器。变矩器通常围绕中心轴线38设置。
输入构件14被支撑着围绕轴线38旋转，并且被配置为从原动机(未示出；例如，电动马达或内燃发动机)接收输入扭矩。例如，输入构件14可以通过飞轮(未示出)驱动地联接到内燃发动机(未示出)。输出构件18被支撑着围绕轴线38旋转并且被配置为向一组驱动轮(未示出)输出扭矩。例如，输出构件18可以通过变速器(未示出)驱动地联接到驱动轮(未示出)。输入构件14和输出构件18通常被支撑着围绕轴线38相对于彼此旋转。泵22、涡轮26和定子30通常围绕轴线38设置并且被配置为配合来将扭矩从输入构件14传递到输出构件18，并且可以起作用来使输入扭矩倍增，使得增加的扭矩由输出构件18进行输出。虽然参考向车辆的驱动轮提供动力方面进行了描述，但是变矩器10可以用于除车辆之外的其他扭矩传递应用中。
在所提供的示例中，输入构件14包括主壳体42。泵22可以以对变矩器泵而言常见的方式构造，但是泵22通常包括多个泵或泵轮叶片(未示出)，所述多个泵或泵轮叶片围绕轴线38沿周向间隔开并且联接到主壳体42以共同围绕轴线38旋转。涡轮26可以以对于变矩器涡轮而言常见的方式构造，但是涡轮26通常包括多个涡轮叶片(未示出)，所述多个涡轮叶片设置在主壳体42内。涡轮叶片(未示出)围绕轴线38沿周向间隔开并且联接到输出构件18以共同围绕轴线38旋转。
下文更详细地描述了定子30，但是所述定子通常被配置为将变速器油流从涡轮26引导到泵22。定子30通常联接到不围绕轴线38旋转的旋转地固定的部件46(例如，变速器的变速器壳)。在所提供的示例中，单向离合器34设置在定子30与旋转地固定的部件46之间并且被配置为准许定子30围绕轴线38在一个旋转方向上相对于固定的部件46旋转，但是在相反的旋转方向上却并非如此。
另外参考图2至图4，更详细地示出了定子30。定子30包括定子壳体210、多个定子叶片214、多个枢转构件218、多个致动构件222和致动器226。
定子壳体210包括壳体主体230、壳体罩盖234、第一壳体环238、第二壳体环242、多个第一支撑件246和多个第二支撑件250。壳体主体230是具有与轴线38同轴的中心孔254的大体上为环形形状的主体。在所提供的示例中，壳体主体230限定离合器凹部258和环形凹部，所述环形凹部限定环形致动器腔室262的一部分。离合器凹部258沿径向设置在致动器腔室262的内侧，并且开放通过(open through)壳体主体230的第一侧266并在朝向轴线38的径向向内方向上开放通过壳体主体230。致动器腔室262的由壳体主体230限定的部分开放通过壳体主体230的第一侧266。
在所提供的示例中，壳体主体230的第一侧266还包括多个内枢转槽270，所述多个内枢转槽270沿径向设置在致动器腔室262的外侧并且围绕壳体主体230在周向方向上等距地隔开。内枢转槽270开放通过壳体主体230的径向向外表面，并且沿着相交于轴线38的轴线纵向地延伸。内枢转槽270的数量对应于定子叶片214和枢转构件218的数量。每个内枢转槽270是如下所述被配置为包托住(cradle)枢转构件218中的一个的一部分的半圆柱形形状的槽。在所提供的示例中，壳体主体230可以任选地限定密封槽，所述密封槽与每个内枢转槽270垂直地相交并且准许密封件(例如，o形环274)在枢转构件218与定子壳体210之间形成密封，同时仍然准许枢转构件218相对于定子壳体210旋转。
第一壳体环238是与轴线38同轴并沿径向设置在壳体主体230的外侧的环形形状的主体。第一壳体环238限定多个外枢转槽278，所述多个外枢转槽278的数量对应于壳体主体230的内枢转槽270的数量。外枢转槽278开放通过第一壳体环238的第一侧282并且开放通过第一壳体环238的径向向内表面。外枢转槽278与内枢转槽270对准，使得所述外枢转槽沿着与内枢转槽270相同的轴线纵向地延伸。每个外枢转槽278是如下所述被配置为包托住枢转构件218中的一个的一部分的半圆柱形形状的槽。在所提供的示例中，外枢转槽278沿径向向外延伸以同样开放通过第一壳体环238的径向向外表面。
第一支撑件246是薄而刚性的辐条，所述辐条在径向方向上在第一壳体环238与壳体主体230之间延伸以相对于壳体主体230同轴地支撑第一壳体环238。在所提供的示例中，存在比定子叶片214更少的第一支撑件246，并且第一支撑件246薄于枢转构件218，但是可以使用其他配置。第一支撑件246可以围绕轴线38在周向方向上等距地隔开。每个第一支撑件246的内侧端刚性地联接(例如，焊接)到壳体主体230，并且每个第一支撑件246的外侧端刚性地联接(例如，焊接)到第一壳体环238。在所提供的示例中，第一支撑件246的内侧端处于在轴向上偏离第一壳体环238的位置，使得第一支撑件246以一定角度从壳体主体230延伸到第一壳体环238。
壳体罩盖234是具有与轴线38同轴的中心孔286的大体上为环形形状的主体。壳体罩盖234具有第一侧290，所述第一侧290面向壳体主体230的第一侧266并且可以邻接所述第一侧266。壳体罩盖234被配置为固定地(即，刚性地或不可移动地)联接到壳体主体230以覆盖壳体主体230的第一侧266。虽然未确切示出，但是可以使用另外的密封件来在壳体主体230的第一侧266与壳体罩盖234的第一侧290之间形成密封。在所提供的示例中，壳体罩盖234通过多个螺栓(未确切示出)固定地联接到壳体主体230，所述多个螺栓被接纳穿过壳体罩盖234中的孔294并且与壳体主体230中的螺纹孔298螺纹地接合，但是可以使用其他配置(例如，铆钉或焊接)。在所提供的示例中，壳体罩盖234具有环形凹部，所述环形凹部开放通过壳体罩盖234的第一侧290以限定致动器腔室262的其余部分。
在所提供的示例中，壳体罩盖234包括多个内枢转槽310，所述多个内枢转槽310对应于壳体主体230的内枢转槽270并且与之相对。内枢转槽310围绕壳体罩盖234在周向方向上等距地隔开设置。内枢转槽310开放通过壳体罩盖234的径向向外表面，并且沿着相交于轴线38的轴线(例如，与内枢转槽270相同的轴线)纵向地延伸。内枢转槽310的数量对应于定子叶片214和枢转构件218的数量。每个内枢转槽310是如下所述被配置为包托住枢转构件218中的一个的一部分的半圆柱形形状的槽。在所提供的示例中，壳体罩盖234可以任选地限定密封槽，所述密封槽与每个内枢转槽310垂直地相交并且准许密封件(例如，o形环274)在枢转构件218与定子壳体210之间形成密封，同时仍然准许枢转构件218相对于定子壳体210旋转。
第二壳体环242对应于第一壳体环238，并且是与轴线38同轴并沿径向设置在壳体罩盖234的外侧的环形形状的主体。第二壳体环242限定多个外枢转槽314，所述多个外枢转槽314对应于第一壳体环238的外枢转槽278并且与之相对。外枢转槽314对应于壳体罩盖234的内枢转槽310。外枢转槽314开放通过第二壳体环242的与第一壳体环238的第一侧282相对的第一侧318，并且外枢转槽314开放通过第二壳体环242的径向向内表面。外枢转槽314与内枢转槽310对准，使得所述外枢转槽沿着与内枢转槽310相同的轴线纵向地延伸。每个外枢转槽314是如下所述被配置为包托住枢转构件218中的一个的一部分的半圆柱形形状的槽。在所提供的示例中，外枢转槽314沿径向向外延伸以同样开放通过第二壳体环242的径向向外表面。
第二壳体环242的第一侧318面向第一壳体环238的第一侧282并且可以邻接所述第一侧282。第二壳体环242被配置为固定地联接到第一壳体环238以覆盖第一壳体环238的第一侧282。在所提供的示例中，第二壳体环242通过多个螺栓(未确切示出)固定地联接到第一壳体环238，所述多个螺栓被接纳穿过第二壳体环242中的孔322并且与第一壳体环238中的螺纹孔326螺纹地接合，但是可以使用其他配置(例如，铆钉或焊接)。
第二支撑件250是薄而刚性的辐条，所述辐条在径向方向上在第二壳体环242与壳体罩盖234之间延伸以相对于壳体罩盖234同轴地支撑第二壳体环242。在所提供的示例中，存在比定子叶片214更少的第二支撑件250，存在与第一支撑件246相同数量的第二支撑件250，并且第一支撑件和第二支撑件彼此在周向方向上并不直接对准，但是可以使用其他配置。在所提供的示例中，第二支撑件250薄于枢转构件218并且可以是与第一支撑件246大体上相同的厚度，但是可以使用其他配置。第二支撑件250可以围绕轴线38在周向方向上等距地隔开。每个第二支撑件250的内侧端刚性地联接(例如，焊接)到壳体罩盖234，并且每个第二支撑件250的外侧端刚性地联接(例如，焊接)到第二壳体环242。在所提供的示例中，第二支撑件250的内侧端处于在轴向上偏离第二壳体环242的位置，使得第二支撑件250以一定角度从壳体罩盖234延伸到第二壳体环242。在所提供的示例中，第一支撑件246和第二支撑件250的内侧端在轴向方向上比其对应的外侧端更远地隔开。
每个定子叶片214具有通常被配置为将流体流引导到变矩器10内的形状。每个定子叶片214沿径向设置在壳体主体230与第一壳体环238之间的空间中，所述定子叶片同样沿径向处于壳体罩盖234与第二壳体环242之间。在所提供的示例中，枢转构件218通常是薄圆柱形的但刚性直的线。在所提供的示例中，枢转构件218具有小于或等于定子叶片214的厚度的截面厚度(例如，直径)。在所提供的示例中，枢转构件218的直径为约2毫米，但是可以使用其他配置。每个枢转构件218固定地联接到定子叶片214中的对应一个定子叶片，并且从对应的定子叶片214的径向向外侧沿径向向外延伸。每个枢转构件218被接纳在对应的外枢转槽278、314中，使得枢转构件218可以围绕其轴线相对于壳体环238、242旋转。
在所提供的示例中，致动构件222通常是薄圆柱形的但刚性的线，所述线具有双弯头以形成第一支腿330、第二支腿334和第三支腿338。在所提供的示例中，致动构件222具有小于或等于定子叶片214的厚度的截面厚度(例如，直径)。在所提供的示例中，致动构件222的直径为约2毫米，但是可以使用其他配置。在所提供的示例中，第一支腿330固定地联接到定子叶片214中对应一个定子叶片，并且从定子叶片214的径向向内侧沿径向向内延伸。第一支腿330与对应的枢转构件218是同轴的。每个第一支腿330被接纳在对应的内枢转槽270、310中，使得第一支腿330可以围绕其轴线相对于壳体主体230和壳体罩盖234旋转。在所提供的示例中，第一支腿330沿径向向内延伸到致动器腔室262中。在所提供的示例中，第二支腿334从第一支腿330的在致动器腔室262中的径向向内端大体上垂直地在壳体主体230与壳体罩盖234之间延伸。在所提供的示例中，第三支腿338在朝向轴线38沿径向向内的方向上从第二支腿334大体上垂直地延伸，同时保持在致动器腔室262内。
在所提供的示例中，每个枢转构件218及其对应的致动构件222是一体地形成的线，所述一体地形成的线包括中间部分342(示出于图11和图12中)，所述中间部分342通过纵向地延伸穿过对应的定子叶片214中的孔而将枢转构件218连接到第一支腿330。在所提供的示例中，一体地形成的线的中间部分342(示出于图11和图12中)具有预定形状，诸如花键形状(示出于图11和图12中)、扁平形状或其他适当的形状，并且定子叶片214的孔具有配合的预定形状，使得定子叶片214无法相对于所述线的中间部分342旋转。在未确切示出的替代配置中，枢转构件218和致动构件222可以是固定地附接到定子叶片214的单独的部件。在未确切示出的另一个替代配置中，枢转构件218、定子叶片214和致动构件222可以是单个整体形成的部件。
返回到所提供的示例，致动器226通常被配置为使致动构件222的第三支腿338移位以使定子叶片214相对于定子壳体210旋转。在所提供的示例中，致动器226是液压操作的活塞-气缸型线性致动器，但是可以使用其他类型的线性致动器(例如，螺线管致动器)。在所提供的示例中，致动器226包括致动器腔室262、活塞346、多个复位弹簧350、流体贮存器354和泵358。在所提供的示例中，致动器226还可以包括泄放阀362。
活塞346是可沿轴向在致动器腔室262内滑动的大体上为环形形状的主体。在所提供的示例中，活塞346包括活塞头和多个弹簧座。活塞头是与轴线38同轴的环形主体。在所提供的示例中，密封环可以在活塞头的外部圆柱形表面与壳体主体230之间形成密封，并且另一个密封环可以在活塞头的内部圆柱形表面与壳体主体230之间形成密封。活塞头还限定周向槽366，所述周向槽366围绕活塞头沿周向延伸并且开放通过活塞头的径向向外表面。致动构件222的第三支腿338的远端设置在周向槽366内。因此，当活塞346在致动器腔室262中沿轴向移动时，第三支腿338随活塞346一起沿轴向移动，从而使定子叶片214相对于定子壳体210旋转。
弹簧座围绕轴线38在周向方向上隔开并且在沿轴向远离壳体罩盖234的方向上延伸。在所提供的示例中，复位弹簧350是在致动器腔室262的由壳体主体230限定的部分内围绕轴线38在周向方向上隔开的螺旋弹簧。每个复位弹簧350可以围绕弹簧座中的对应一个弹簧座设置以保持其间距。复位弹簧350可以使活塞346在沿轴向朝向壳体罩盖234的方向上偏置。虽然示出了单独间隔开的螺旋弹簧，但是可以使用其他类型的弹簧。例如，在未示出的一个替代配置中，环状波形弹簧可以代替多个复位弹簧350和弹簧座与所述轴线同轴。
贮存器354被配置为保持一定体积的液压流体或油。泵358被配置为从贮存器354抽取流体并且将所述流体泵送到致动器腔室262。在所提供的示例中，贮存器354和泵358远离变矩器10并且通过导管联接到定子30。在所提供的示例中，泵358被联接用于将流体传送到致动器腔室262的由壳体罩盖234中的环形凹部限定的那一侧。在所提供的示例中，泵358是单向泵，并且泄放阀362在活塞346的与泵358相同的一侧上与贮存器354和致动器腔室262流体连通。然后，当泵358停用时，复位弹簧350可以使活塞346移动以使流体经由泄放阀362返回到贮存器354。在未确切示出的替代配置中，泵358可以是将流体返回到贮存器354的双向泵。
在所提供的示例中，单向离合器34包括多个离合器构件370和设置在离合器凹部258内的离合器轮374。离合器构件370可以通过弹簧(未示出)沿径向向内偏置。离合器轮374包括围绕其外圆周设置的多个斜坡部，所述多个斜坡部被配置为以一种方式锁定地接合离合器构件370，所述方式防止离合器轮374在一个旋转方向上相对于壳体主体230旋转，同时可滑动地接合斜坡部以准许离合器轮374在相反的旋转方向上相对于壳体主体230旋转。在所提供的示例中，离合器轮374不可旋转地联接到固定的部件46(图1；例如，变速器壳)。
在操作中，变矩器10可以作为典型的变矩器进行操作，例外的是当需要不同的扭矩倍增量时，可以激活致动器226来使活塞346移动并且使定子叶片214相对于定子壳体210旋转到不同节距。
另外参考图5至图9，提供了一种制造定子30的方法510并且在图5中用流程图形式中大体上示出的步骤说明了所述方法。在步骤514处，形成了框架610(图6和图7)。具体参考图6和图7，框架610包括外环614、枢转构件218’、致动构件222’和定子叶片214。在所提供的示例中，框架610(图6和图7)还包括内环618。枢转构件218’类似于枢转构件218(图3)，例外的是枢转构件218’是呈预成品形式，其中枢转构件218’相较于成品枢转构件218(图3)从定子叶片214沿径向向外延伸得更远。致动构件222’类似于致动构件222(图3)，例外的是致动构件222’是呈预成品形式，其中致动构件222’的第三支腿338’相较于成品致动构件222(图3)从定子叶片214沿径向向内延伸得更远。因此，除了本文另外示出或描述之外，由带撇号的附图标记表示的元件类似于上文描述的用未带撇号的附图标记表示的元件。
外环614具有大于第一壳体环238和第二壳体环242(图2至图4)的最外侧直径的内径。外环614是围绕轴线622设置的相对薄而刚性的环形主体。在所提供的示例中，外环614在轴向方向上具有约等于枢转构件218’的直径的厚度，但是可以使用其他配置。在所提供的示例中，外环614由具有约2毫米的直径的圆线形成，但是可以使用其他配置。每个枢转构件218’的径向最外端固定地联接到外环614的内径。枢转构件218’围绕轴线622沿周向隔开以对应于外枢转槽278、314(图3)的间距，并且致动构件222’的第一支腿330’被定位成对应于内枢转槽270、310(图3)的间距。如最佳示出于图7中，内环618与外环614同轴，但是在轴向方向上偏离外环614。致动构件222’的第三支腿338’径向最内端固定地联接到内环618的外径。内环618是围绕轴线622设置的相对薄而刚性的环形主体。在所提供的示例中，内环618在轴向方向上具有约等于致动构件222’的直径的厚度，但是可以使用其他配置。在所提供的示例中，内环618由具有约2毫米的直径的圆线形成，但是可以使用其他配置。下文更详细地描述形成框架610过程中的步骤。
在形成框架610之后，可以在不打乱定子叶片214的定位的情况下容易地运输、包装或处理框架610。当定子30的其余部分准备好组装时，可以从致动构件222’切下内环618并且可以对所述内环进行切割，使得致动构件222’是其成品长度。因此，所述方法中的这个阶段处的致动构件现用附图标记222指代。在未确切示出的替代配置中，内环618可以被省略并且不附接到致动构件222，并且致动构件222可能已经是其成品长度。
方法510之后进行到步骤518。如图8所示，在步骤518处，相对于壳体主体230、第一壳体环238和活塞346定位不具有内环618的框架610，使得轴线38、622是同轴的。在所提供的示例中，壳体主体230已通过第一支撑件246(示出于图2中)联接到第一壳体环238。致动构件222的第三支腿338的径向向内端定位到活塞346的周向槽366中。活塞346定位在壳体主体230的限定致动器腔室262的部分的示出于图4中的环形凹部内。第一支腿330定位在内枢转槽270中，并且枢转构件218’定位在外枢转槽278中。在此阶段，外环614仍然附接到枢转构件218’，并且所述方法可以进行到步骤522。
具体参考图9，在步骤522处，壳体罩盖234和第二壳体环242可以与壳体主体230和第一壳体环238同轴地对准。在所提供的示例中，壳体罩盖234已通过第二支撑件250联接到第二壳体环242。壳体罩盖234可以附接到壳体主体230，并且第二壳体环242可以附接到第一壳体环238。所述方法可以进行到步骤526。
在步骤526处，可以切割枢转构件218’以移除外环614。可以将枢转构件218’切割至其成品长度，或可以切割所述枢转构件，然后将其机械加工至其成品长度。因此，枢转构件在此阶段用附图标记218指代。在所提供的示例中，枢转构件218的径向向外端与第一壳体环238和第二壳体环242的径向向外表面齐平，但是可以使用其他配置。在未确切示出的替代配置中，可以在将枢转构件218’和致动构件222搁置在外枢转槽278和内枢转槽270中时，但是在将壳体罩盖234和第二壳体环242附接到壳体主体230和第一壳体环238之前切割枢转构件218’以移除外环614。
另外参考图10至图13，提供了一种形成框架610的方法1010并且在图10中用流程图形式中大体上示出的步骤说明了所述方法。在步骤1014处，形成外环614。在所提供的示例中，由弯曲成圆形形状的直的金属线形成外环614，并且将相对端焊接在一起来形成完整的环形外环614。在所提供的示例中，外环614是钢材料(例如，软钢)，但是可以使用其他材料。外环614可以可选地以其他方式形成，诸如由例如单块材料或铸件冲压而成。在所提供的示例中，方法1010之后进行到步骤1018。
具体参考图11且在步骤1018处，将多个线性或直轴1110固定地附接(例如，焊接)到外环614。在所提供的示例中，轴1110类似于外环614是钢材料(例如，软钢)，但是可以使用其他材料。将轴1110附接到外环614，使得轴1110围绕轴线622在周向方向上等距地隔开。轴1110的径向向外端是枢转构件218’。轴1110的中间区域是中间部分342，并且与枢转构件218’共线地延伸并从所述枢转构件沿径向向内延伸。轴1110的径向向内端1114与中间部分342共线地延伸并从所述中间部分沿径向向内延伸，并且对应于致动构件222’(图6和图7)，例外的是向内端1114是直的。
在所提供的示例中，在将轴1110附接到外环614之前将预定形状(例如，花键形状、扁平形状或其他非同心形状)形成(例如，压制或冲压)在中间部分342中。在替代配置中，可以在将轴1110附接到外环614之后，但是在步骤1022之前将预定形状形成到轴1110中。在所提供的示例中，方法1010之后进行到步骤1022。
具体参考图12且在步骤1022处，可以使向内端1114弯曲以形成致动构件222’的第一支腿330’、第二支腿334’和第三支腿338’。在所提供的示例中，致动构件222’的两个弯头都用单个冲压工艺形成。在所提供的示例中，将具有直轴1110的外环614放置在第一冲压模具(未示出)上并且第二冲压模具(未示出)将向内端1114压制成双弯头形状以形成第一支腿330’、第二支腿334’和第三支腿338’。
在未确切示出的替代配置中，第一模具和第二模具还可以用针对弯头的相同的冲压工艺在中间部分342上形成预定形状。在未示出的另一个替代配置中，在形成双弯头之后，单独的工艺可以在中间部分342上形成预定形状。
返回到所提供的示例，方法1010可以进行到步骤1026，其中可以形成内环618。在所提供的示例中，由弯曲成圆形形状的直的金属线形成内环618，并且将相对端焊接在一起来形成完整的环形内环618。在所提供的示例中，内环618类似于外环614是钢材料(例如，软钢)，但是可以使用其他材料。内环618可以可选地以其他方式形成，诸如由例如单块材料或铸件冲压而成。在步骤1026处，之后将内环618与外环614同轴地，但是在轴向上与之偏离地(如最佳可见于图7中)定位，并且将内环618附接(例如，焊接)到致动构件222’的第三支腿338’。在未示出的替代配置中，可以形成内环618并将所述内环附接到向内端1114(图11)，然后可以产生弯头，接着将外环614附接到枢转构件218’。
具体参考图13且在步骤1030处，可以将定子叶片214形成在中间部分342(示出于图11和图12中)上以完成框架610的形成。在所提供的示例中，将图12所示的不完整的框架(即，不具有定子叶片214)放置在两个模具1310、1314之间，所述模具1310、1314配合来形成具有对应于定子叶片214的形状的形状的腔室1318。虽然未确切示出，但是模具1310、1314可以具有一系列浇口和冒口。在所提供的示例中，定子叶片214是铝，但是可以使用其他材料。在所提供的示例中，模具1310、1314围绕不完整的框架闭合并且灌注熔融的铝或允许其流入浇口(未示出)中直到所述熔融的铝填满腔室1318为止。允许熔融的铝冷却，然后分离模具并且移除框架610。可能需要在框架610上进行修整工作(例如，剪切、研磨或机械加工)以移除从浇口和冒口(未示出)剩余的任何材料。
在替代配置中，如图12所示的不完整的框架是金属，而模具1310、1314是注塑成型模具。在这种配置中，可以将液体聚合物或复合材料注入到模具1310、1314中并且允许它们固化来形成定子叶片214。在另一种替代配置中，如图12所示的不完整的框架是一种类型的在除了不具有用于定子叶片214的腔室1318之外，类似于模具1310、1314的模具之间注塑成型的聚合物或复合材料；则将不完整的框架***到类似于模具1310、1314的模具之间并且将不同的聚合物或复合材料注入到模具中以将定子叶片214包覆成型到框架610的其余部分上。
在另一个替代配置中，整个框架610是聚合物或复合材料，并且方法1010由以下单一步骤替换：在类似于模具1310、1314的两个模具之间对整个框架610(即，包括外环614、内环618、枢转构件218’和致动构件222’)进行注塑成型。在另一个替代配置中，整个框架610是单一类型的金属材料，并且方法1010由以下单个步骤替换：在类似于模具1310、1314的两个模具之间铸造整个框架610(即，包括外环614、内环618、枢转构件218’和致动构件222’)。
在另一个替代配置中，直轴1110(图11)可能已经具有其预定形状的中间部分342，并且可以将定子叶片214单独地形成为具有其配合的预定形状的孔。然后在将轴1110附接到外环614之前将定子叶片214滑到直轴1110(图11)上。
虽然参考步骤的特定示例顺序示出和描述了方法510和1010的步骤，但是这些示例顺序并不意图被理解为步骤的唯一可能的顺序。
因此，本公开的教导提供用于一种可变节距变矩器定子以及一种允许以稳健、成本有效和时间有效的方式制造可变节距定子的方法。本公开的定子和方法提供了一种稳健而低成本的变矩器，其中定子叶片节距可以改变来优化特定速度下的性能。除了优化动力、燃料效率和NVH之外，本公开的定子还可以降低涡轮增压型车辆中的涡轮迟滞的影响。
本公开的描述在本质上仅仅是示例性的，并且因此，不脱离本公开的实质的变型意图落入本公开的范围内。不应将此类变型视为脱离本公开的精神和范围。
根据本发明，提供了一种变矩器定子，所述变矩器定子具有：第一主体和第二主体，所述第一主体和第二主体联接在一起来形成毂；第一环和第二环，所述第一环和第二环联接在一起来形成外环；多个叶片，所述多个叶片沿径向设置在毂与外环之间，所有叶片都可相对于毂和外环枢转；以及多个辐条，每个辐条具有固定到毂的第一端和固定到外环的第二端。
根据一个实施例，多个辐条包括第一组辐条和第二组辐条，所述第一组的第一端固定地附接到第一主体，第一组的第二端固定地附接到第一环，所述第二组的第一端固定地附接到第二主体，并且第二组的第二端固定地附接到第二环。
根据一个实施例，本发明的特征还在于：致动器，所述致动器设置在毂内并且联接到叶片，致动器被配置为使叶片相对于毂和外环旋转。
根据一个实施例，致动器包括活塞和多个曲柄构件，所述活塞可滑动地设置在毂内，每个曲柄构件具有：第一端，所述第一端不可旋转地联接到叶片中的对应一个叶片；以及第二端，所述第二端可旋转地联接到活塞，曲柄构件被配置为在活塞相对于毂沿轴向移动时使叶片旋转。
根据一个实施例，第一侧处于第二侧的径向外侧。
根据一个实施例，致动器包括弹簧，所述弹簧被配置为使活塞在一个轴向方向上偏置。