專利名稱：用于分動箱等的摩擦驅(qū)動泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及選擇性地可嚙合的流體泵，這些流體泵被使與分動箱或變速器中。
背景技術：
泵在變速器和分動箱中是普遍已知的并且被用于多種應用。泵在這些類型的應 用中使用的最常見的方式之一是用于生成流體壓力，這種流體壓力能夠用來致動離合器組 件或類似組件。常見的用于變速器和分動箱中一種特別類型的泵是人們已知的一種“轉(zhuǎn)子泵”。一個轉(zhuǎn)子泵通常包括安裝在一個軸上的一個內(nèi)轉(zhuǎn)子，以及環(huán)繞該內(nèi)轉(zhuǎn)子的一個外 轉(zhuǎn)子。內(nèi)轉(zhuǎn)子通常具有一系列凸起部，這些凸起部與外轉(zhuǎn)子上的一個對應系列的凸起部是 可嚙合的，這樣使內(nèi)轉(zhuǎn)子在軸和內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時將旋轉(zhuǎn)力傳輸?shù)酵廪D(zhuǎn)子上。然而，外轉(zhuǎn)子通常 具有更大數(shù)目的凸起部，這樣使得內(nèi)轉(zhuǎn)子的直徑與外轉(zhuǎn)子的直徑是不同的。在內(nèi)轉(zhuǎn)子與外 轉(zhuǎn)子之間由不同數(shù)量的凸起部所產(chǎn)生的空間使得當內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時而產(chǎn)生了一種 泵送作用。對于轉(zhuǎn)子泵的一個熟知的常見缺點是不能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子泵解除啟動。內(nèi)轉(zhuǎn)子典型地是 通過使用花鍵連接而安裝在軸上的，并且因為軸正在旋轉(zhuǎn)，當該軸旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)轉(zhuǎn)子不斷地驅(qū) 動外轉(zhuǎn)子而無論是否需要一個泵送作用。這經(jīng)常導致的情形是由該轉(zhuǎn)子泵產(chǎn)生的泵送作用 是不必要的。當泵送作用不必要時，具有這些類型的泵會降低變速器或分動箱的效率。相應地，對于由一個選擇性地可嚙合的變速器或分動箱中的旋轉(zhuǎn)軸來提供動力的 泵存在一種需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種泵，它可以使用在一個變速器或分動箱中。這種泵包括安裝在一個 可旋轉(zhuǎn)的軸上的一個致動器，該軸可能是或可能不是一個連續(xù)旋轉(zhuǎn)的軸。還存在安裝在該 軸上的一個泵送裝置，該裝置與該致動器是選擇性地可嚙合的。當致動器被致動時，該泵送 裝置將接受來自軸的旋轉(zhuǎn)力，從而產(chǎn)生一個泵送作用。本發(fā)明的進一步的可應用的領域?qū)囊韵绿峁┑脑敿氄f明中變得清楚。應該理 解，詳細的說明和特定的實例雖然表明了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，但它們是旨在僅用于說 明的目的而并非旨在限制本發(fā)明的范圍。


從詳細說明和這些附圖中本發(fā)明將得到更完全地理解，在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個摩擦驅(qū)動泵組件的透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個摩擦驅(qū)動泵組件的截面?zhèn)纫晥D；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個摩擦驅(qū)動泵組件的分解視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的、在解除啟動的狀態(tài)中的一個摩擦驅(qū)動泵組件的放大的截面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的在啟動狀態(tài)中的一個摩擦驅(qū)動泵組件的放大的截面視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明在摩擦驅(qū)動組件中使用的一個第一墊圈的側(cè)視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明在摩擦驅(qū)動組件中使用的一個彈簧構(gòu)件的側(cè)視圖；圖8是沿圖1的線8-8截取的截面圖；并且圖9是顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個摩擦驅(qū)動組件的流體流動以及扭矩特性的圖表。
具體實施例方式這個或這些優(yōu)選實施方案的以下說明在本質(zhì)上僅是示例性的而且絕非旨在限制 本發(fā)明、其應用或用途。根據(jù)本發(fā)明的一個摩擦驅(qū)動泵組件總體上在圖1中以10示出?？傮w上參考這些 圖，組件10包括了總體上以12示出的一個泵，它被安裝在一個軸14上，使軸14能夠相對 泵12進行旋轉(zhuǎn)。泵12通過使用一個致動器(如示意性地在16示出的一個離合器組件) 以及一個鏈輪18是可嚙合的。應該指出，該離合器組件可以是用于在兩個旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間傳 輸旋轉(zhuǎn)力的任何類型的離合器組件。在美國專利申請11/077，616闡述了它的一個實例，該 專利申請作為美國專利申請公開號2005/0202920A1已經(jīng)被公開，該申請以其全部通過引 用被結(jié)合在此。軸14包括不同的齒20，這些齒能夠被用于將旋轉(zhuǎn)力傳輸?shù)狡渌考匣蛘?從其他部件上接受旋轉(zhuǎn)力。參見圖3，泵12是一個轉(zhuǎn)子泵，該轉(zhuǎn)子泵具有與一個外轉(zhuǎn)子24花鍵連接的一個內(nèi) 轉(zhuǎn)子22。然而，內(nèi)轉(zhuǎn)子22具有比外轉(zhuǎn)子24更少的齒，并且在直徑上更小。如通常已知的， 這在內(nèi)轉(zhuǎn)子22與外轉(zhuǎn)子24之間產(chǎn)生了一種泵送作用。內(nèi)轉(zhuǎn)子22以及外轉(zhuǎn)子24被安裝在 一個殼體26之中。殼體26具有一個抗旋轉(zhuǎn)的特征28，它允許殼體26被連接到變速器或分 動箱(未示出)的殼體上。殼體26還包括一個端口 30，這是在泵送過程中流體被吸進殼 體26中的地方。內(nèi)轉(zhuǎn)子22被安裝在一個摩擦驅(qū)動套管32上、并且隨摩擦驅(qū)動套管32旋 轉(zhuǎn)。摩擦驅(qū)動套管32的一部分具有多個花鍵34，這些花鍵與內(nèi)轉(zhuǎn)子22上的對應的花鍵36 相嚙合。內(nèi)轉(zhuǎn)子22以及外轉(zhuǎn)子24通過一個蓋板38被保持在殼體26中。蓋板38具有接 受多個緊固件42的多個孔40。這些緊固件42延伸穿過這些孔40并且被殼體26中相應的 孔44所接受。摩擦驅(qū)動套管32附近是一個第一墊圈46。第一墊圈46包括一個凹口 48，它部分 地接受一個球狀軸承50。球狀軸承50還被部分地接受在軸14上的一個凹口 52中。球狀 軸承50確保第一墊圈46隨軸14旋轉(zhuǎn)。同樣安裝在軸14上的是一個推力墊圈54以及一個 第二墊圈56。一個碟形彈簧58形式的彈簧構(gòu)件被定位在第二墊圈56與鏈輪18之間。碟 形彈簧58包括一系列接片60，這些接片被接受在第二墊圈56中的一系列對應凹口 62中。 鏈輪18、碟形彈簧58、以及第二墊圈56 —致地進行旋轉(zhuǎn)。通過使用一個花鍵連接64使鏈輪18隨軸14旋轉(zhuǎn)。花鍵連接64允許鏈輪18沿著軸14滑動，并且將力施加到碟形彈簧58上，其功能將隨后說明?，F(xiàn)在參見圖2和圖4，軸14是部分地空心的并且包括一個孔66，該孔與一個第一 組側(cè)孔68以及一個第二組側(cè)孔70處于流體連通。這些側(cè)孔68接受來自泵12的流體。因 為一個卡環(huán)72而使離合器組件16保持在軸14上的位置中。軸14還具有一個凹口 74，該 凹口起的作用使泵12定位。泵12、離合器組件16、以及鏈輪18在軸14上被定位在卡環(huán)72 與凹口 74之間。在軸14上還包括一個肩臺76，當摩擦驅(qū)動套管32接受了來自碟形彈簧 58的力時，該肩臺接受了來自摩擦驅(qū)動套管32的力。
在運行中，軸14可以被用在一個變速器或分動箱中、或另一個裝置中，其中對于 流體的一種泵送作用是必要的。軸14將旋轉(zhuǎn)并且接受來自變速器或分動箱中的另一個軸 或齒輪的旋轉(zhuǎn)動力。流體通過端口 30被吸進泵12中。端口 30接受了來自一個油底殼(未 示出)的流體。當軸14旋轉(zhuǎn)并且如果離合器組件16被致動時，泵12從端口 30吸入流體， 并且迫使該流體進入第一組側(cè)孔68之中。然后迫使該流體流過孔66，并且流出第二組側(cè)孔 70。流出第二組側(cè)孔70的流體可用于對安裝在軸14上的其他不同部件進行潤滑。當泵12 未由離合器組件16致動時，泵12將僅傳輸一個最小量的流體。當希望使泵12傳輸一個增大的量的流體時，離合器組件16被致動；離合器組件 16將力施加到鏈輪18上。當圖2、圖4和圖5上觀看時，鏈輪18將向右平移，并且將一個壓 縮力施加到碟形彈簧58上，該碟形彈簧經(jīng)過第一墊圈46、推力墊圈54、第二墊圈56平移到 摩擦驅(qū)動套管32上。然后摩擦驅(qū)動套管32將被壓靠在肩臺76上。隨著施加在摩擦驅(qū)動 套管32上的力的量值增大，在肩臺76與摩擦驅(qū)動套管32之間的摩擦力的量值同樣增大。 當在肩臺76與摩擦驅(qū)動套管32之間的摩擦力增大時，從軸14傳輸?shù)侥Σ硫?qū)動套管32上 的旋轉(zhuǎn)力的量值同樣增大。當摩擦驅(qū)動套管32旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)轉(zhuǎn)子22將旋轉(zhuǎn)。當內(nèi)轉(zhuǎn)子22旋 轉(zhuǎn)時，外轉(zhuǎn)子24將旋轉(zhuǎn)，并且內(nèi)轉(zhuǎn)子22以及外轉(zhuǎn)子24將產(chǎn)生一種泵送作用。當這種情況 發(fā)生時，在由內(nèi)轉(zhuǎn)子22和外轉(zhuǎn)子24產(chǎn)生的泵送作用的一個預定壓力下，從端口 30送入泵 12中的流體將被泵送到第一組側(cè)孔68、孔66、以及第二組側(cè)孔70之中。如果碟形彈簧58被完全壓縮，摩擦驅(qū)動套管32 (并且因此內(nèi)轉(zhuǎn)子22)將具有與軸 14 一樣的角速度，并且將產(chǎn)生最大量的泵送作用。當以這種方式來致動離合器組件16時， 最小量的推力(當在圖4和圖5上觀看時，該推力是施加用來使鏈輪18向右移動的側(cè)向 力)將大于1000N，如圖5所示，該推力將使碟形彈簧58壓扁，從而產(chǎn)生一個驅(qū)動能力，該驅(qū) 動能力大于驅(qū)動泵12所需要的5N-m的扭矩。應該指出，當離合器組件16被解除啟動時，仍然存在著施加在摩擦驅(qū)動套管32上 的輕量的推力；該推力將在150-200N之間，該推力是從碟形彈簧58施加到摩擦驅(qū)動套管 32上。因此，將仍使旋轉(zhuǎn)力從軸14傳輸?shù)侥Σ硫?qū)動套管32上。這將導致對于泵12的驅(qū)動 能力近似為1. 5N-m。這種減少的驅(qū)動扭矩限制了泵12的速度，并且減少了泵送損失。減少 的泵送損失將改進摩擦驅(qū)動泵組件10的效率，因為僅當需要時泵12才有能力被致動。本發(fā)明的這些優(yōu)點還可以在圖9中看到。圖9示出了一個圖表(總體上以78示 出)，該圖表示出了當轉(zhuǎn)子泵12被啟動的方式為使該摩擦驅(qū)動套管32以與軸14相同的速 度進行旋轉(zhuǎn)時對于根據(jù)本發(fā)明制成的摩擦驅(qū)動泵組件10的流速80以及扭矩輸入82。圖表 78還包括當轉(zhuǎn)子泵12未啟動時的流速84以及扭矩輸入86。如以上提到的，即使在離合器 組件16未被致動時，仍然存在有從碟形彈簧58施加在摩擦驅(qū)動套管32上的一個輕量的推力，這導致了施加到泵上的稍微超過1. ON-m的一個扭矩(由曲線86示出)。這允許泵12 在低要求的運行狀態(tài)的過程中提供必要的最小的油流量。如果希望的話，可以啟動泵12用 于更高的輸出狀態(tài)，但不使用發(fā)動機動力源，除非有要求時。通過非限制性實例，在2400rpm 時，轉(zhuǎn)子泵12在啟動的與不啟動的狀態(tài)之間將要使用的扭矩的量值之間的差值(以88示 出)是幾乎2N-m。這意味著軸14將需要施加少了幾乎2N-m的扭矩來運行。這在燃油經(jīng)濟 性上產(chǎn)生了 1. 5%的增張。在這些曲線上的其他位置處可以看到效率上的類似改進，這些曲 線示出了流速80、84以及扭矩輸入82、86，并在該啟動與一個不啟動的狀態(tài)之間進行了比較。 本發(fā)明的說明在本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且因此不背離本發(fā)明要旨的多種變體 是旨在處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此類變體不得被認為是脫離了本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
一種泵，包括安裝在一個可旋轉(zhuǎn)的軸上的一個致動器；安裝在所述軸上、由所述致動器選擇性地可嚙合的一個泵；并且當該致動器被致動時，所述泵將接受來自所述軸的旋轉(zhuǎn)力、并且產(chǎn)生一個泵送作用。
2.如權利要求1所述的泵，進一步包括 一個內(nèi)轉(zhuǎn)子；一個連接到所述內(nèi)轉(zhuǎn)子上的摩擦驅(qū)動套管，所述摩擦驅(qū)動套管可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述軸上；一個外轉(zhuǎn)子，該外轉(zhuǎn)子可運行地與所述內(nèi)轉(zhuǎn)子相關聯(lián)；并且當所述致動器被致動時，所述摩擦驅(qū)動套管將接受來自所述軸的旋轉(zhuǎn)力、將旋轉(zhuǎn)力從 所述軸傳輸?shù)剿鰞?nèi)轉(zhuǎn)子上、在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子與所述外轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生一個泵送作用。
3.如權利要求2所述的泵，進一步包括 一個殼體；以及形成為所述殼體的一部分的至少一個端口，這樣當在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子與所述外轉(zhuǎn)子之間產(chǎn) 生一個泵送作用時，穿過所述至少一個端口進入所述殼體中的流體將被泵送。
4.如權利要求2所述的泵，進一步包括 所述致動器進一步包括一個離合器組件； 一個鄰近所述離合器組件的鏈輪；鄰近并且接觸所述摩擦驅(qū)動套管的至少一個墊圈； 配置在所述鏈輪與所述至少一個墊圈之間的一個彈簧構(gòu)件；并且 當所述離合器組件不被致動時，所述摩擦驅(qū)動套管將接受來自所述彈簧構(gòu)件的一個最 小量的力，并且所述軸將把一個最小量的旋轉(zhuǎn)力傳輸?shù)剿瞿Σ硫?qū)動套管上，并且當所述 離合器組件被致動時，所述離合器組件將把足夠的力施加到所述鏈輪上，這樣所述鏈輪壓 縮所述彈簧構(gòu)件，從而致使所述軸將一個增大的量的旋轉(zhuǎn)力傳輸?shù)剿瞿Σ硫?qū)動套管上。
5.如權利要求1所述的泵，進一步包括在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子附近延伸穿過所述軸的至少一部分的一個孔； 與所述孔以及所述泵處于流體連通的至少一個第一側(cè)孔； 與所述孔處于流體連通的至少一個第二側(cè)孔；并且當所述軸旋轉(zhuǎn)并且所述泵產(chǎn)生了一個泵送作用時，流體將從所述泵流進所述至少一個 第一側(cè)孔之中、進到所述孔之中、并且從所述孔穿過所述至少一個第二側(cè)孔。
6.一種選擇性地可嚙合的泵，包括 環(huán)繞一個軸的一個致動器；安裝在所述軸上、可運行地與所述致動器相關聯(lián)的一個轉(zhuǎn)子泵； 鄰近所述致動器的一個鏈輪； 鄰近所述泵、并且與其接觸的至少一個墊圈； 配置在所述鏈輪與所述至少一個墊圈之間的一個彈簧構(gòu)件；并且 當所述離合器組件被致動時，力將通過所述鏈輪、所述彈簧、以及所述至少一個墊圈被 平移，用于嚙合所述轉(zhuǎn)子泵、并且導致所述轉(zhuǎn)子泵來泵送流體。
7.如權利要求6所述的泵，其中所述轉(zhuǎn)子泵進一步包括一個內(nèi)轉(zhuǎn)子；環(huán)繞所述內(nèi)轉(zhuǎn)子的一個外轉(zhuǎn)子；安裝在所述軸上、與所述內(nèi)轉(zhuǎn)子相嚙合的一個摩擦驅(qū)動套管；并且 當所述離合器組件被致動時，所述摩擦驅(qū)動套管將接受來所述至少一個墊圈的力，從 而導致軸將旋轉(zhuǎn)力傳輸?shù)剿瞿Σ硫?qū)動套管以及所述內(nèi)轉(zhuǎn)子上。
8.如權利要求6所述的選擇性地可嚙合的泵，其中所述軸進一步包括 基本上穿過所述軸延伸的一個孔；與所述孔處于流體連通的多個第一側(cè)孔，所述多個第一側(cè)孔可運行地與所述泵相關聯(lián)； 與所述孔處于流體連通的多個第二側(cè)孔；并且當所述泵旋轉(zhuǎn)時，將把流體從所述泵傳輸?shù)剿龆鄠€第一側(cè)孔、到所述孔，并且從所述 孔到所述多個第二側(cè)孔。
9.用于穿過一個軸選擇性地泵送流體的一種方法，該方法包括以下步驟 提供環(huán)繞一個軸的一個泵；提供可運行地與所述泵相關聯(lián)的一個摩擦驅(qū)動套管，所述摩擦驅(qū)動套管環(huán)繞所述軸； 提供環(huán)繞所述軸的一個彈簧構(gòu)件，所述彈簧構(gòu)件可運行地與所述摩擦驅(qū)動套管相關聯(lián)；將一個力施加到所述彈簧構(gòu)件上；當一個力被施加到所述彈簧構(gòu)件上時將一個力施加到所述摩擦驅(qū)動套管上；并且 當來自所述彈簧構(gòu)件的力被施加到所述摩擦驅(qū)動套管上時，通過所述摩擦驅(qū)動套管將 旋轉(zhuǎn)力從所述軸傳輸?shù)剿霰蒙稀?br> 10.如權利要求9所述的用于穿過一個軸選擇性地泵送流體的方法，進一步包括提供 所述泵的這些步驟進一步包括一個轉(zhuǎn)子泵，包括以下步驟提供環(huán)繞一個外轉(zhuǎn)子、并且與其處于花鍵連接的一個內(nèi)轉(zhuǎn)子，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子還與所述摩 擦驅(qū)動套管處于花鍵連接；旋轉(zhuǎn)帶有所述摩擦驅(qū)動套管的所述內(nèi)轉(zhuǎn)子；通過所述摩擦驅(qū)動套管將來自所述軸的旋轉(zhuǎn)力從所述軸傳輸?shù)剿鰞?nèi)轉(zhuǎn)子上；并且 當所述摩擦驅(qū)動套管接受了來自所述彈簧構(gòu)件的一個更大量的力時，增大從所述軸被 傳輸?shù)剿鰞?nèi)轉(zhuǎn)子上的旋轉(zhuǎn)力的量值。
11.如權利要求10所述的用于穿過一個軸選擇性地泵送流體的方法，該方法進一步包 括以下步驟提供鄰近所述摩擦驅(qū)動套管安裝在所述軸上的多個墊圈，安裝在所述軸上的所述彈簧 構(gòu)件配置在一個鏈輪與所述多個墊圈之間；提供鄰近所述鏈輪在所述鏈輪的與所述彈簧構(gòu)件相反側(cè)上安裝在所述軸上的一個離 合器組件；并且致動所述離合器組件；當所述離合器組件被致動時將一個力施加到所述鏈輪上；當一個力被施加到所述鏈輪上時壓縮所述彈簧構(gòu)件，由此將一個力施加到所述多個墊 圈以及所述摩擦驅(qū)動套管上、從而將旋轉(zhuǎn)力從所述軸傳輸?shù)剿鰞?nèi)轉(zhuǎn)子上；并且當旋轉(zhuǎn)力從所述軸傳輸?shù)剿鰞?nèi)轉(zhuǎn)子上時在所述內(nèi)轉(zhuǎn)子與所述外轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生一個泵送作用。
12.如權利要求9所述的用于穿過一個軸選擇性地泵送流體的方法，該方法進一步包 括以下步驟提供穿過所述軸的至少一部分延伸的一個孔； 提供與所述孔以及所述泵處于流體連通的至少一個第一側(cè)孔； 提供與所述孔處于流體連通的至少一個第二側(cè)孔； 旋轉(zhuǎn)所述軸；當所述軸旋轉(zhuǎn)時用所述泵產(chǎn)生一個泵送作用；并且用所述泵將流體泵送進入所述至少一個第一側(cè)孔，從而導致流體從所述至少一個第一 側(cè)孔流進所述孔之中，并且從所述孔穿過所述至少一個第二側(cè)孔。
13.如權利要求9所述的用于穿過一個軸選擇性地泵送流體的方法，該方法進一步包 括以下步驟提供用于接受所述泵的一個殼體；并且提供形成在所述殼體中的至少一個端口，這樣當由所述泵來產(chǎn)生一個泵送作用時，流 體將通過所述端口流進所述殼體之中。
全文摘要
一種泵具有安裝在一個可旋轉(zhuǎn)的軸上的致動器，并且一個泵被安裝在該軸上、該軸與致動器是選擇性地可嚙合的。當該致動器被致動時，該泵將接受來自軸的旋轉(zhuǎn)力，從而產(chǎn)生一種泵送作用。
文檔編號F04C2/10GK101842594SQ200880113437
公開日2010年9月22日 申請日期2008年9月30日 優(yōu)先權日2007年11月14日
發(fā)明者D·J·肖沃爾特爾 申請人:博格華納公司