具有可变节距定子的变矩器及制造可变节距定子的方法
阅读说明：本技术 具有可变节距定子的变矩器及制造可变节距定子的方法 (Torque converter with variable pitch stator and method of manufacturing variable pitch stator ) 是由 约翰·爱德华·布雷维克 于 2019-08-16 设计创作，主要内容包括：本公开提供了“具有可变节距定子的变矩器及制造可变节距定子的方法”。一种制造可变节距变矩器定子的方法包括定位框架,所述框架包括外环、多个叶片、多个枢轴构件和多个致动构件,因此所述枢轴构件安置在定子主体中并且所述致动构件联接到定子活塞,所述枢轴构件和致动构件不可旋转地联接到对应叶片的相对端。所述方法包括从所述框架移除所述外环。(The present disclosure provides "a torque converter with a variable pitch stator and a method of manufacturing a variable pitch stator". A method of manufacturing a variable pitch torque converter stator includes positioning a frame including an outer ring, a plurality of blades, a plurality of pivot members, and a plurality of actuating members, whereby the pivot members are disposed in a stator body and the actuating members are coupled to a stator piston, the pivot members and actuating members being non-rotatably coupled to opposite ends of the corresponding blades. The method includes removing the outer ring from the frame.)
技术领域
本公开涉及一种具有可变节距定子的变矩器及一种用于制造变矩器的可变节距定子的方法。
背景技术
本部分中的说明仅提供与本公开相关的背景信息，并且可以不构成现有技术。
自动变速器车辆通常包括在发动机与变速器之间的变矩器。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。通常选择定子叶片的节距在整个操作速度范围内优化性能，例如燃料经济性、功率、噪声、振动和粗糙性(NVH)。对于任何特定速度，这种整个范围内的优化通常导致低于最佳性能。
过去尝试了生产可变节距定子，但是这些尝试通常要求每个叶片一次一个地进行处理和组装。典型的定子可以包括大约二十至三十个定子叶片。生产这些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成本过高而无法用于大批量生产，并且由于更多的组装误差机会也可能导致更高的废品率。
本公开解决了传统变矩器定子的这些和其他限制。
发明内容
在一种形式中，一种制造可变节距变矩器定子的方法包括定位框架，所述框架包括外环、多个叶片、多个枢轴构件和多个致动构件，因此所述枢轴构件安置在定子主体中并且所述致动构件联接到定子活塞，所述枢轴构件和致动构件不可旋转地联接到对应叶片的相对端。所述方法包括从所述框架移除所述外环。
根据另一形式，所述方法还包括形成所述框架。形成所述框架的步骤包括将所述外环和所述枢轴构件压铸或注塑成型为单件材料。
在又一种形式中，所述方法还包括形成所述框架。形成所述框架的步骤包括将所述外环、所述叶片、所述枢轴构件和所述致动构件压铸或注塑成型为单件材料。
在再一种变型中，所述方法还包括形成所述框架。形成所述框架的步骤包括形成所述外环、将所述枢轴构件形成为与所述外环分开以及将每个枢轴构件的外端焊接到所述外环。
根据另一形式，所述框架包括延伸穿过每个定子叶片的多个轴。每个枢轴构件和每个致动构件限定对应轴的相对端。
在又一种形式中，所述方法还包括形成所述框架。形成所述框架的步骤包括将叶片压铸或注塑成型到所述轴上。
在再一种形式中，所述轴由钢形成并且所述叶片由铝形成。
根据另一形式，所述方法包括形成所述框架。形成所述框架的步骤包括形成每个轴的第一部分以便具有预定形状以及形成每个叶片以便具有预定配合形状的孔，所述预定配合形状被配置为与所述预定形状配合以抑制所述叶片相对于所述轴旋转。
在又一种变型中，所述预定形状包括平坦表面或多个花键。
在再一种形式中，所述方法还包括折弯所述致动构件以形成钟形曲柄弯曲部。
根据另一形式，在所述致动构件不可旋转地联接到所述外环的同时，发生折弯所述致动构件的步骤。
在又一种形式中，所述框架包括不可旋转地联接到每个致动构件的径向向内端的内环，并且所述方法还包括在将所述致动构件联接到所述定子活塞之前从所述框架移除所述内环。
在再一种变型中，所述方法还包括形成所述框架。形成所述框架的步骤包括将所述内环焊接到每个致动构件的所述径向向内端。
在另一种形式中，制造可变节距变矩器定子的方法包括形成框架，所述框架包括外环、不可旋转地联接到所述外环并从所述外环径向向内延伸的多个轴以及多个叶片。每个叶片不可旋转地联接到所述轴中的对应轴。所述方法包括将每个轴的一端联接到定子活塞、将所述框架与第一定子主体对齐，以及从所述框架移除所述外环。
根据另一形式，形成所述框架的步骤包括将所述外环和所述轴压铸或注塑成型为单件材料。
在又一种形式中，形成所述框架的步骤包括将所述轴和所述叶片压铸或注塑成型为单件材料。
在再一个变型中，所述方法还包括在所述轴不可旋转地联接到所述外环的同时折弯所述轴以形成钟形曲柄弯曲部。
在再一种形式中，所述框架包括不可旋转地联接到每个轴的径向向内端的内环，并且所述方法还包括在将所述轴联接到所述定子活塞之前从所述框架移除所述内环。
根据另一形式，形成所述框架的步骤包括形成每个轴的第一部分以便具有预定形状以及形成每个叶片以便具有预定配合形状的孔，所述预定配合形状被配置为与所述预定形状配合以抑制所述叶片相对于所述轴旋转。
在又一种形式中，形成所述框架的步骤包括将所述叶片压铸或注塑成型到所述轴上。
从本文所提供的描述中将明白进一步的应用领域。应理解，描述和特定示例意图仅出于说明的目的，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，现在将参考附图通过示例的方式描述本公开的各种形式，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的定子的局部分解透视图；
图4是图2的定子的一部分的横截面视图；
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的方法的框架的透视图；
图7是图6的框架的侧视图；
图8是图2的定子的一部分的透视图，在图5的方法中的一个步骤处示出；
图9是图2的定子的透视图，在图5的方法中的另一个步骤处示出；
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是图6的框架的一部分的透视图，在图10的方法中的一个步骤处示出；
图12是图6的框架的一部分的透视图，在图10的方法中的另一个步骤处示出；并且
图13是根据本公开的教导的在图10的方法的另一个步骤处的图6的框架的透视图，所述框架被示为具有多个模具。
本文所述的附图仅用于说明目的并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述在本质上仅为示例性的并且不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解，在整个附图中，对应的附图标记指示相同或对应的部分和特征。
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，也被称为超越离合器。变矩器通常围绕中心轴线38设置。
输入构件14被支撑以围绕轴线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被支撑以围绕轴线38旋转并且被配置为将扭矩输出到一组驱动轮(未示出)。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通常被支撑以围绕轴线38相对于彼此旋转。泵22、涡轮26和定子30通常围绕轴线38设置并且被配置成配合以将扭矩从输入构件14传输到输出构件18并且可以用于使输入扭矩倍增使得输出构件18输出增加的扭矩。尽管参考向车辆的驱动轮提供动力进行描述，但是变矩器10还可以用在车辆之外的其他扭矩传输应用中。
在所提供的示例中，输入构件14包括主壳体42。泵22可以通过常规方式被构造用于变矩器泵，但是通常，泵22包括多个泵或泵轮叶片(未示出)，所述泵或泵轮叶片围绕轴线38周向地间隔开并且联接到主壳体42以围绕轴38共同旋转。涡轮26可以通过常规方式被构造用于变矩器涡轮，但是通常，涡轮26包括设置在主壳体42内的多个涡轮叶片(未示出)。涡轮叶片(未示出)围绕轴线38周向地间隔开并且联接到输出构件18以围绕轴线38共同旋转。
定子30在下面更详细地描述，但是通常被配置为引导变速器油从涡轮26流到泵22。定子30通常联接到不会围绕轴线38旋转的旋转静止部分46(例如，变速器的变速器外壳)。在所提供的示例中，单向离合器34设置在定子30与旋转静止部分46之间，并且被配置为允许定子30相对于静止部分46在一个旋转方向上围绕轴线38旋转，但是不在相反旋转方向上旋转。
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、多个枢轴构件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的大致环形主体。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设置在致动器腔室262的径向内侧，并且打开穿过壳体主体230的第一侧266，并且在径向向内方向上朝向轴线38打开穿过壳体主体230。由壳体主体230限定的致动器腔室262的部分打开穿过壳体主体230的第一侧266。
在所提供的示例中，壳体主体230的第一侧266还包括多个内枢轴凹槽270，所述多个内枢转凹槽270设置在致动器腔室262的径向外侧并且在圆周方向上围绕壳体主体230等距间隔开。内枢轴凹槽270打开穿过壳体主体230的径向向外表面，并且沿着在轴线38处相交的轴线纵向延伸。内枢轴凹槽270的数量对应于定子叶片214和枢轴构件218的数量。每个内枢轴凹槽270是半圆柱形凹槽，所述半圆柱形凹槽被配置为支撑枢轴构件218中的一者的一部分，如下面所讨论的。在所提供的示例中，壳体主体230可以可选地限定密封槽，所述密封槽垂直地与每个内枢轴凹槽270相交并且允许密封件(例如，o形环274)在枢轴构件218与定子壳体210之间形成密封，同时仍然允许枢轴构件218相对于定子壳体210旋转。
第一壳体环238是环形主体，所述环形主体与轴线38同轴并且设置在壳体主体230的径向外侧。第一壳体环238限定多个外枢轴凹槽278，所述外枢轴凹槽278的数量对应于壳体主体230的内枢轴凹槽270的数量。外枢轴凹槽278打开穿过第一壳体环238的第一侧282并且打开穿过第一壳体环238的径向向内表面。外枢轴凹槽278与内枢轴凹槽270对齐，使得它们与内枢轴凹槽270沿着相同的轴线纵向延伸。每个外枢轴凹槽278是半圆柱形凹槽，所述半圆柱形凹槽被配置为支撑枢轴构件218中的一者的一部分，如下面所讨论的。在所提供的示例中，外枢轴凹槽278径向向外延伸以便也打开穿过第一壳体环238的径向向外表面。
第一支撑件246是薄的但是刚性的辐条，所述辐条在第一壳体环238与壳体主体230之间沿径向方向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，第一支撑件246比定子叶片214更少，并且第一支撑件246比枢轴构件218更薄，但是也可以使用其他配置。第一支撑件246可以在圆周方向上围绕轴线38等距间隔开。每个第一支撑件246的向内端刚性地联接(例如，焊接)到壳体主体230，并且每个第一支撑件246的向外端刚性地联接(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的向内端位于轴向地偏离第一壳体环238的位置处，使得第一支撑件246以某个角度从壳体主体230延伸到第一壳体环238。
壳体盖234是具有与轴线38同轴的中心孔286的大致环形主体。壳体盖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并且可以与其邻接。壳体盖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。尽管没有具体示出，但是可以使用附加的密封件来在壳体主体230的第一侧266与壳体盖234的第一侧290之间形成密封。在所提供的示例中，壳体盖234通过多个螺栓(未具体示出)固定地联接到壳体主体230，所述多个螺栓通过孔294接收在壳体盖234中并且与壳体主体230中的螺纹孔298螺纹接合，但是也可以使用其他配置(例如，铆钉或焊接)。在所提供的示例中，壳体盖234具有环形凹部，所述环形凹部打开穿过壳体盖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，壳体盖234包括多个内枢轴凹槽310，所述多个内枢轴凹槽310对应于壳体主体230的内枢轴凹槽270并与其相对。内枢轴凹槽310设置成在圆周方向上围绕壳盖234等距间隔开。内枢轴凹槽310打开穿过壳体盖234的径向向外表面，并且沿着在轴线38处相交的轴线纵向延伸(例如，与内枢轴凹槽270沿着相同轴线延伸)。内枢轴凹槽310的数量对应于定子叶片214和枢轴构件218的数量。每个内枢轴凹槽310是半圆柱形凹槽，所述半圆柱形凹槽被配置为支撑枢轴构件218中的一者的一部分，如下面所讨论的。在所提供的示例中，壳体盖234可以可选地限定密封槽，所述密封槽垂直地与每个内枢轴凹槽310相交并且允许密封件(例如，o形环274)在枢轴构件218与定子壳体210之间形成密封，同时仍然允许枢轴构件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并且是环形主体，所述环形主体与轴线38同轴并且设置在壳体盖234的径向外侧。第二壳体环242限定多个外枢轴凹槽314，所述外枢轴凹槽314对应于第一壳体环238的外枢轴凹槽278并与其相对。外枢轴凹槽314对应于壳体盖234的内枢轴凹槽310。外枢轴凹槽314打开穿过第二壳体环242的第一侧318，所述第一侧318与第一壳体环238的第一侧282相对，并且外枢轴凹槽314打开穿过第二壳体环242的径向向内表面。外枢轴凹槽314与内枢轴凹槽310对齐，使得它们与内枢轴凹槽310沿着相同的轴线纵向延伸。每个外枢轴凹槽314是半圆柱形凹槽，所述半圆柱形凹槽被配置为支撑枢轴构件218中的一者的一部分，如下面所讨论的。在所提供的示例中，外枢轴凹槽314径向向外延伸以便也打开穿过第二壳体环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并且可以与其邻接。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(未具体示出)固定地联接到第一壳体环238，所述螺栓通过孔322接收在第二壳体环242中并且与第一壳体环238中的螺纹孔326螺纹接合，但是也可以使用其他配置(例如，铆钉或焊接)。
第二支撑件250是薄的但是刚性的辐条，所述辐条在第二壳体环242与壳体盖234之间沿径向方向延伸以相对于壳体盖234同轴地支撑第二壳体环242。在所提供的示例中，第二支撑件250比定子叶片214更少，第二支撑件250的数量与第一支撑件246相同，并且第一和第二支撑件在圆周方向上不会直接彼此对齐，但是也可以使用其他配置。在所提供的示例中，第二支撑件250比枢轴构件218更薄，并且通常可以与第一支撑件246具有相同厚度，但是也可以使用其他配置。第二支撑件250可以在圆周方向上围绕轴线38等距间隔开。每个第二支撑件250的向内端刚性地联接(例如，焊接)到壳体盖234，并且每个第二支撑件250的向外端刚性地联接(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的向内端位于轴向地偏离第二壳体环242的位置处，使得第二支撑件250以某个角度从壳体盖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的向内端在轴向方向上比它们对应的向外端相隔更远。
每个定子叶片214具有通常被配置为引导变矩器10内的流体流的形状。每个定子叶片214径向地设置在壳体主体230与第一壳体环238之间的空间中，所述空间也径向地位于壳体盖234与第二壳体环242之间。在所提供的示例中，枢轴构件218大致为薄圆柱形的但刚性的直线。在所提供的示例中，枢轴构件218的横截面厚度(例如，直径)小于或等于定子叶片214的厚度。在所提供的示例中，枢轴构件218的直径大约为2毫米，但是也可以使用其他配置。每个枢轴构件218固定地联接到定子叶片214中的对应定子叶片，并且从对应的定子叶片214的径向外侧向外径向延伸。每个枢轴构件218接收在对应的外枢轴凹槽278、314中，使得枢轴构件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大致为薄圆柱形的但刚性的丝线，所述丝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的横截面厚度(例如，直径)小于或等于定子叶片214的厚度。在所提供的示例中，致动构件222的直径大约为2毫米，但是也可以使用其他配置。在所提供的示例中，第一支腿330固定地联接到定子叶片214中的对应定子叶片，并且从定子叶片214的径向向内侧向内径向延伸。第一支腿330与对应的枢轴构件218同轴。每个第一支腿330接收在对应的内枢轴凹槽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和壳体盖234旋转。在所提供的示例中，第一支腿330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从致动器腔室262中的第一支腿330的径向向内端大致垂直地延伸到壳体主体230与壳体盖234之间。在所提供的示例中，第三支腿338在径向向内方向朝向轴线38从第二支腿334大致垂直地延伸，同时保持在致动器腔室262内。
在所提供的示例中，每个枢轴构件218及其对应的致动构件222是整体形成的丝线，所述丝线包括中间部分342(图11和图12中所示)，所述中间部分通过纵向延伸穿过对应的定子叶片214中的孔而将枢轴构件218连接到第一支腿330。在所提供的示例中，整体形成的丝线的中间部分342(图11和图12中所示)具有预定形状，诸如花键(图11和图12中所示)、平面或其他合适的形状，并且定子叶片214的孔具有配合预定形状使得定子叶片214不能相对于丝线的中间部分342旋转。在未具体示出的备选配置中，枢轴构件218和致动构件222可以是固定地附接到定子叶片214的单独部件。在未具体示出的另一种备选配置中，枢轴构件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，但是也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是在致动器腔室262内可轴向滑动的大致环形主体。在所提供的示例中，活塞346包括活塞顶部和多个弹簧座。所述活塞顶部是与轴38同轴的环形主体。在所提供的示例中，密封环可以在活塞顶部的外圆柱表面与壳体主体230之间形成密封，并且另一个密封环可以在活塞顶部的内圆柱表面与壳体主体230之间形成密封。活塞顶部还限定周向凹槽366，所述周向凹槽366围绕活塞顶部周向延伸并且打开穿过活塞顶部的径向外表面。致动构件222的第三支腿338的远端设置在周向凹槽366内。因此，当活塞346在致动器腔室262中轴向移动时，第三支腿338与活塞346一起轴向移动，从而使定子叶片214相对于定子壳体210旋转。
弹簧座在圆周方向上围绕轴线38间隔开并且在轴向远离壳体盖234的方向上延伸。在所提供的示例中，复位弹簧350是在由壳体主体230限定的致动器腔室262的部分内围绕轴线38在圆周方向上间隔开的螺旋弹簧。每个复位弹簧350可以围绕弹簧座中的对应弹簧座设置以保持其间距。复位弹簧350可以使活塞346沿着轴向朝向壳体盖234的方向偏置。尽管示出了各个间隔开的螺旋弹簧，但是也可以使用其他类型的弹簧。例如，在未示出的一种备选配置中，环状波形弹簧可以与轴线同轴，而不是与多个复位弹簧350和弹簧座同轴。
贮存器354被配置为容纳一定体积的液压流体或油。泵358被配置为从贮存器354抽取流体并将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被联接用于流体连通到致动器腔室262的由壳体盖234中的环形凹部限定的侧面。在所提供的示例中，泵358是单向泵，并且泄放阀362与泵358在活塞346的同一侧与贮存器354和致动器腔室262流体连通。因此，当泵358停用时，复位弹簧350可以移动活塞346以使流体经由泄放阀362返回到贮存器354。在未具体示出的备选配置中，泵358可以是双向泵以将流体返回到贮存器354。
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)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，所述多个斜坡被配置为以防止离合器轮374相对于壳体主体230在一个旋转方向上旋转的方式锁定地接合离合器构件370，同时滑动地接合斜坡以允许离合器轮374相对于壳体主体230沿相反旋转方向旋转。在所提供的示例中，离合器轮374不可旋转地联接到静止部分46(图1；例如，变速器外壳)。
在操作中，除了当需要不同的扭矩倍增量时致动器226可以被激活以移动活塞346并使定子叶片214相对于定子壳体210旋转到不同节距之外，变矩器10可以充当典型的变矩器。
另外参考图5至图9，提供了制造定子30的方法510，并且通过图5中的流程图形式总体示出的步骤示出所述方法。在步骤514处，形成框架610(图6和图7)。具体参考图6和图7，框架610包括外环614、枢轴构件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。除了枢轴构件218'处于预制形式之外，枢轴构件218'类似于枢轴构件218(图3)，在所述预制形式中，枢轴构件218'与最终枢轴构件218(图3)相比从定子叶片214进一步径向向外延伸。除了致动构件222'处于预制形式之外，致动构件222'类似于致动构件222(图3)，在所述预制形式中，致动构件222'的第三支脚338'与最终致动构件222(图3)相比从定子叶片214进一步径向向内延伸。因此，除非在本文中另外示出或描述，否则由带撇号附图标记表示的元件类似于用上述无撇号附图标记表示的元件。
外环614的内径大于第一壳体环238和第二壳体环242的最外直径(图2至图4)。外环614是围绕轴线622设置的相对薄但刚性的环形主体。在所提供的示例中，外环614在轴向方向上的厚度近似等于枢轴构件218'的直径，但是也可以使用其他配置。在所提供的示例中，外环614由直径大约为2毫米直径的圆线形成，但是也可以使用其他配置。每个枢轴构件218'的径向最外端固定地联接到外环614的内径。枢轴构件218'围绕轴线622周向间隔开以对应于外枢轴凹槽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轴凹槽270、310(图3)的间距。如图7中最佳地所示，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'的径向向内最末端固定地联接到内环618的外径。内环618是围绕轴线622设置的相对薄但刚性的环形主体。在所提供的示例中，内环618在轴向方向上的厚度近似等于致动构件222'的直径，但是也可以使用其他配置。在所提供的示例中，内环618由直径大约为2毫米直径的圆线形成，但是也可以使用其他配置。下面更详细地描述框架610的形成步骤。
一旦框架610形成，框架610就可以易于运输、包装或处理，而不会破坏定子叶片214的定位。当定子30的其余部分准备好组装时，内环618可以从致动构件222'中切除并且可以被切割使得致动构件222'具有它们的最终长度。因此，所述方法中该阶段的致动构件现在用附图标记222表示。在未具体示出的备选配置中，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可以已经具有它们的最终长度。
然后，方法510进行到步骤518。如图8中所示，在步骤518处，没有内环618的框架610相对于壳体主体230、第一壳体环238和活塞346定位使得轴线38、622是同轴的。在所提供的示例中，壳体主体230已经通过第一支撑件246(图2中示出)联接到第一壳体环238。致动构件222的第三支腿338的径向向内端定位在活塞346的周向凹槽366中。活塞346定位在壳体主体230的环形凹槽内，所述环形凹槽限定致动器腔室262(图4中示出)的一部分。第一支腿330定位在内枢轴凹槽270中，而枢轴构件218'定位在外枢轴凹槽278中。在该阶段，外环614仍然附接到枢轴构件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同轴地对齐。在所提供的示例中，壳体盖234已经通过第二支撑件250联接到第二壳体环242。壳体盖234可以附接到壳体主体230，而第二壳体环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，可以切割枢轴构件218'以移除外环614。枢轴构件218'可以被切割成它们的最终长度，或者可以被切割然后被加工成它们的最终长度。因此，在该阶段处，枢轴构件用附图标记218表示。在所提供的示例中，枢轴构件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，但是也可以使用其他配置。在未具体示出的备选配置中，枢轴构件218'可以被切割以移除外环614，而枢轴构件218'和致动构件222搁置在外枢轴凹槽278和内枢轴凹槽270中，但这是在壳体盖234和第二壳体环242附接到壳体主体230和第一壳体环238之前进行的。
另外参考图10至图13，提供了形成框架610的方法1010，并且通过图10中的流程图形式总体示出的步骤示出所述方法。在步骤1014处，形成外环614。在所提供的示例中，外环614由直金属线形成，所述直金属线折弯成圆形形状并且相对端焊接在一起以形成完整的环状外环614。在所提供的示例中，外环614为钢材料(例如，低碳钢)，但是也可以使用其他材料。可选地，外环614可以通过其他方式形成，诸如例如由单件材料或铸件冲压而成。在所提供的示例中，方法1010然后进行到步骤1018。
具体参考图11并且在步骤1018处，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为钢材料(例如，低碳钢)，但是也可以使用其他材料。轴1110附接到外环614，使得轴1110在圆周方向上围绕轴线622等距间隔开。轴1110的径向向外端是枢轴构件218'。轴1110的中间区域是中间部分342并且共线地延伸到枢轴构件218'并从枢轴构件径向向内延伸。轴1110的径向向内端1114共线地延伸到中间部分342并从中间部分径向向内延伸并且除了向内端部1114是直的之外对应于致动构件222'(图6和图7)。
在所提供的示例中，在轴1110附接到外环614之前，在中间部分342中形成(例如，压印或冲压)预定形状(例如，花键、平坦或其他非同心形状)。在备选配置中，在轴1110附接到外环614之后但在步骤1022之前，可以将预定形状形成到轴1110中。在所提供的示例中，方法1010然后进行到步骤1022。
具体参考图12并且在步骤1022处，向内端1114可以折弯以形成致动构件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'的两个弯曲部通过单次冲压工艺形成。在所提供的示例中，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压印为双弯头形状以形成第一支腿330'、第二支腿334'和第三支腿338'。
在未具体示出的备选配置中，第一和第二模具也可以与弯曲部以相同的冲压工艺在中间部分342上形成预定形状。在未示出的另一种备选配置中，在形成双弯头之后，单独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，内环618由直金属线形成，所述直金属线折弯成圆形形状并且相对端焊接在一起以形成完整的环状内环618。在所提供的示例中，内环618类似于外环614为钢材料(例如，低碳钢)，但是也可以使用其他材料。可选地，内环618可以通过其他方式形成，诸如例如由单件材料或铸件冲压而成。在步骤1026处，内环618然后与外环614同轴定位，但是轴向偏移(如图7中最佳地所示)，并且内环618附接(例如，焊接)到致动构件222'的第三支腿338'。在未示出的备选配置中，内环618可以形成并附接到向内端1114(图11)，然后可以形成弯曲部，然后外环614附接到枢轴构件218'。
具体参考图13并且在步骤1030处，定子叶片214可以形成在中间部分342上(如图11和图12中所示)以完成框架610的形成。在所提供的示例中，图12中所示的不完整框架(即，没有定子叶片214)放置在两个模具1310、1314之间，所述两个模具配合以形成腔室1318，所述腔室1318具有与定子叶片214的形状对应的形状。尽管没有具体示出，但是模具1310、1314可以具有一系列浇口和立管。在所提供的示例中，定子叶片214为铝，但是也可以使用其他材料。在所提供的示例中，模具1310、1314围绕不完整框架封闭，并且倾倒熔融铝或允许其流入浇口(未示出)直到其填充腔室1318。允许熔融铝冷却，然后分离模具并移除框架610。可能需要在框架610上完成精加工(例如，剪切、研磨或机械加工)以从浇口和立管(未示出)移除留下的任何材料。
在备选配置中，如图12中所示的不完整框架为金属，而模具1310、1314是注塑成型的模具。在这种配置中，液态聚合物或复合材料可以注入模具1310、1314中并被允许固化以形成定子叶片214。在另一种备选配置中，如图12中所示的不完整框架是注塑成型在除了没有用于定子叶片214的腔室1318之外类似于模具1310、1314的模具之间的一种类型的聚合物或复合材料；然后，将不完整框架***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。
在另一种备选配置中，整个框架610是聚合物或复合材料，并且方法1010由在类似于模具1310、1314的模具之间注塑成型整个框架610(即，包括外环614、内环618、枢轴构件218'和致动构件222')的单个步骤代替。在另一种备选配置中，整个框架610为单一类型的金属材料，并且方法1010由在类似于模具1310、1314的模具之间铸造整个框架610(即，包括外环614、内环618、枢轴构件218'和致动构件222')的单个步骤代替。
在另一种备选配置中，直轴1110(图11)可能已经具有其预定形状的中间部分342，并且定子叶片214可以单独地形成以具有其配合预定形状的孔。然后，在轴1110附接到外环614之前，定子叶片214可以滑动到直轴1110(图11)上。
尽管参考特定的示例性步骤顺序示出和描述了方法510和1010的步骤，但是这些示例性顺序并不旨在被理解为唯一可能的步骤顺序。
因此，本公开的教导提供了可变节距变矩器定子和允许以稳健、成本有效且时间有效方式制造可变节距定子的方法。本公开的定子及方法提供了稳健且低成本的变矩器，其中可以改变定子叶片节距以优化特定速度下的性能。除了优化功率、燃料效率和NVH之外，本公开的定子还可以降低涡轮增压车辆中的涡轮迟滞的影响。
本公开的描述本质上仅是示例性的，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。不应将此类变化视为脱离本公开的精神和范围。
根据本发明，一种制造可变节距变矩器定子的方法包括：形成框架，所述框架包括外环、不可旋转地联接到所述外环并从所述外环向内径向延伸的多个轴以及多个叶片，每个叶片不可旋转地联接到所述轴中的对应轴；将每个轴的一端联接到定子活塞；将所述框架与第一定子主体对齐；以及从所述框架移除所述外环。
根据一个实施例，形成所述框架的步骤包括将所述外环和所述轴压铸或注塑成型为单件材料。
根据一个实施例，形成所述框架的步骤包括将所述轴和所述叶片压铸或注塑成型为单件材料。
根据一个实施例，本发明的特征还在于在所述轴不可旋转地联接到所述外环的同时折弯所述轴以形成钟形曲柄弯曲部。
根据一个实施例，所述框架包括不可旋转地联接到每个轴的径向向内端的内环，并且所述方法还包括在将所述轴联接到所述定子活塞之前从所述框架移除所述内环。
根据一个实施例，形成所述框架的步骤包括形成每个轴的第一部分以便具有预定形状以及形成每个叶片以便具有预定配合形状的孔，所述预定配合形状被配置为与所述预定形状配合以抑制所述叶片相对于所述轴旋转。
根据一个实施例，形成所述框架的步骤包括将所述叶片压铸或注塑成型到所述轴上。