專利名稱：泵-電動機組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過電機驅(qū)動的泵。
背景技術(shù)：
泵是用于讓流體運動的裝置，例如液體、氣體或漿體。車輛可以在變速器中使用泵以提供加壓的油，用于如離合器和變速器中的其他部件接合和脫開。泵可以通過來自車輛中的機械源(例如曲軸)或通過電機的動力，直接地或間接地驅(qū)動。
發(fā)明內(nèi)容
提供一種泵-電動機組件。泵-電動機組件包括電動機殼體、基本上設(shè)置在電動 機殼體中的電動機和通過電動機驅(qū)動的泵送元件。加壓區(qū)域被填充有通過泵送元件加壓的流體，且流體通道與加壓區(qū)域和電動機殼體流體連通。因此，流體從加壓區(qū)域流動到電動機殼體且至少部分地浸沒電動機。在下文結(jié)合附圖進行的對實施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點以及其他的特征和優(yōu)點。
圖I是泵-電動機組件的示意性等軸視圖，以虛線顯示了一些內(nèi)部部件；圖2是沿圖I的2-2線截取的如圖I所示的泵-電動機組件的示意性截面圖；圖3是類似于如圖I所示的泵-電動機組件的示意性截面圖，沿類似于圖I的2-2線的線截取的橫截面；圖4是類似于如圖I所示的另一泵-電動機組件的示意性截面圖，沿類似于圖I的2-2線的線截取的橫截面；和圖5是類似于如圖I所示的另一泵-電動機組件的示意性截面圖，沿類似于圖I的2-2線的線截取的橫截面。
具體實施例方式參見附圖，其中在各圖中任何情況下相同的附圖標記對應(yīng)相同的或相似的部件，如圖I和圖2所示為泵-電動機組件10的兩個示意圖。圖I顯示了泵-電動機組件10的部分等軸視圖且圖2顯示了沿圖I的2-2線截取的泵-電動機組件10的截面圖。泵-電動機組件10的一些部件在圖I中以虛線示出。其他圖中所示的特征和部件可以并入和用于圖1-2所示的那些。盡管本發(fā)明針對汽車應(yīng)用進行了詳細描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解本發(fā)明的更廣的應(yīng)用性。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)理解例如“上方”、“下方”、“向上、“向下”等是用于描述附圖的，而不代表對本發(fā)明范圍的限制，本發(fā)明的范圍通過所附權(quán)利要求限定。泵-電動機組件10通常包括兩個不同部件或側(cè)泵送側(cè)12和電動機側(cè)14。泵送側(cè)12對工作流體，例如自動變速器流體(ATF)或油，加壓(泵送)。流體通過進入端口(未示出)以相對低的壓力進入泵送側(cè)12且通過泵出口 16將加壓流體傳遞到使用加壓流體的另一部件或組件。入口和出口的位置不受限制。泵送側(cè)12從電動機側(cè)14接收動力，該電動機側(cè)可以被稱為電動機。泵送元件18 (在圖I中未示出，在圖2示出)在電動機側(cè)14的動力下旋轉(zhuǎn)，以加壓流體并讓其朝向泵出口 16運動。泵-電動機組件10和泵送元件18可以是幾種類型的泵中的任意一種且可以存在泵送過程中涉及的額外的部件(例如惰輪)。泵送元件18和泵-電動機組件10的類型可以是但不限于內(nèi)齒輪油泵(其被示出，但是僅在圖2中示出)；外齒輪；羅茨類型；螺旋式；離心的；或其他旋轉(zhuǎn)泵類型。電動機側(cè)14包括基本上設(shè)置在電動機殼體22中的電動機20。電動機20直接地或間接地驅(qū)動泵送元件18。電動機20包括轉(zhuǎn)子24和定子26 (其兩者被電動機殼體22隱藏而不可見且在圖I中通過虛線示意性地顯示)。電能通過轉(zhuǎn)子24和定子26轉(zhuǎn)換成動能，使得電動機20旋轉(zhuǎn) 電動機20的動能隨后通過泵送元件18轉(zhuǎn)換成壓力。泵送側(cè)12的加壓區(qū)域28被填充有通過泵送元件18加壓的流體，且與泵出口 16流體連通。流體通道30 (在圖I中被隱藏而不可見，在圖2中示出)可以采取不同形式，其與加壓區(qū)域28和電動機殼體22流體連通，從而流體從加壓區(qū)域28流動到電動機殼體22且至少部分地浸沒電動機20。加壓區(qū)域28代表能讓流體從其運動離開的任何區(qū)域且可以通過泵送側(cè)12中的空腔限定。因為泵送元件18工作以讓流體增壓，所以加壓區(qū)域28被填充(在穩(wěn)態(tài)運行期間連續(xù)地)加壓流體，所述加壓流體可以隨后通過流體通道30運動到電動機殼體22。傳遞軸34(圖I被隱藏而不可見，在圖2中示出)配置為在電動機20和泵送元件18之間傳遞動力。在圖1-2所示的構(gòu)造中，傳遞軸34連接到轉(zhuǎn)子24。流體通道30鄰近傳遞軸34，從而流體通道30大致相對于電動機20居中。如圖2所示，泵-電動機組件10包括軸襯36，其配置為承載傳遞軸34。軸襯36可以用例如以下的(但不限于)材料形成銅、石墨、塑料、陶瓷或其他合適的材料。在圖1-2所示的泵-電動機組件10中流體通道30并入到軸襯36。因此，代替密封阻止流體流過軸襯36，軸襯36允許流體從泵送側(cè)12的加壓區(qū)域28運動到電動機側(cè)14的電動機殼體22。泵-電動機組件10可以配置為使得流體從加壓區(qū)域28以第一流動速率流動到電動機殼體22，該第一流動速率在泵-電動機組件10的正常運行條件下基本上是恒定的。第一流動速率可以例如根據(jù)但不限于泵-電動機組件10的尺寸、電動機20的尺寸或通過泵-電動機組件10泵送的流體的體積而變化。取決于泵-電動機組件10的需要，第一流動速率可以非常低，從而流體通過流體通道30滴流或泄露到電動機殼體22中。因為流體通道30鄰近傳遞軸34附近的泵送元件18的中心，所以流體通道30處的壓力與徑向地遠離傳遞軸34的區(qū)域相比相對較低。為了維持浸入電動機20的流體的液面高度的控制，至少一個排出口 46形成在電動機殼體22中。排出口 46定位為允許流體在電動機殼體22中形成池。因此，相對于重力且取決于泵-電動機組件10例如在車輛(未示出)中的安裝位置，排出口 46將位于電動機殼體22底部上方。排出口 46可以位于傳遞軸34的軸線的上方(相對于重力)。圖I顯示了兩個非常示意性的流體液面。第一液面50示出了在泵-電動機組件10處于水平或在大約零度角度時電動機殼體22中聚集的流體的表面。第二液面51示出了在泵-電動機組件10處于大約三十度角度時電動機殼體22中聚集的流體的表面。應(yīng)注意泵-電動機組件10可以以一角度安裝到車輛中，使得第二液面51代表車輛實際上 處在零度時泵-電動機組件10的狀態(tài)。還應(yīng)注意定子26和轉(zhuǎn)子24的一部分保持與流體池接觸，甚至在泵-電動機組件處于一角度時也是如此。電動機殼體22中的流體冷卻電動機20的轉(zhuǎn)子24和定子26且潤滑一個或多個軸承(如果存在)39。流體從泵送側(cè)12的加壓區(qū)域28到電動機側(cè)14的受控進入可以改善從其他源，例如油槽(未示出)，引入的流體的性能。排出口 46的位置確保在車輛的所有運行條件下在電動機殼體22中保持足夠的流體液面。轉(zhuǎn)子24可以被滾動軸承39支撐，該滾動軸承可以是任何合適的軸承。通過流體通道30提供的流體對承載轉(zhuǎn)子24的軸承潤滑且可以通過不考慮軸承脂的需要而減少對電動機20的阻力。相對于外部冷卻的電動機(其可以用于同一泵送元件18)，用來自泵送側(cè)12的流體冷卻電動機20可以允許電動機20尺寸減小。現(xiàn)在參見圖3，且繼續(xù)參考圖1-2，其中示出泵-電動機組件110，其可類似于圖
1-2所示的泵-電動機組件10或可類似于其使用。泵-電動機組件110在沿類似于圖I的
2-2線的線截取的截面圖中示出。其他圖中所示的特征和部件可以并入和用于圖3所示的那些。泵-電動機組件110包括泵送側(cè)112和電動機側(cè)114。泵送側(cè)112對通過泵出口(未示出)流到使用加壓流體的另一部件或組件的工作流體加壓(泵送)。泵送側(cè)112從電動機側(cè)114接收動力。泵送元件118在電動機側(cè)114的動力下旋轉(zhuǎn)，以加壓流體并讓其朝向泵出口運動。電動機側(cè)114包括基本上設(shè)置在電動機殼體122中的電動機120。電動機120包括轉(zhuǎn)子124和定子126。電動機120的動能通過泵送元件118轉(zhuǎn)換成壓力。泵送側(cè)112的加壓區(qū)域128被填充有通過泵送元件118加壓的流體。流體通道130與加壓區(qū)域128和電動機殼體122流體連通，從而流體從加壓區(qū)域128流動到電動機殼體122且至少部分地浸沒電動機120。傳遞軸134配置為在電動機120和泵送元件118之間傳遞動力。流體通道130鄰近傳遞軸134，從而流體通道130大體相對于電動機120居中。軸承138配置為承載傳遞軸134。在泵-電動機組件110的一些構(gòu)造中，軸密封件(未示出)圍繞傳遞軸134。軸密封件和軸承138結(jié)合以執(zhí)行與圖1-2中所示的軸襯36相似的功能。在泵-電動機組件110中，流體通道130并入軸承138和軸密封件(如果存在)，從而流體可從泵側(cè)112經(jīng)過軸承138流到圍繞傳遞軸134的電動機殼體122。排出口 146形成在電動機殼體122中。排出口 146配置為允許流體在電動機殼體122中形成池且至少部分地浸沒電動機120。排出口 146可以位于傳遞軸134的軸線的上方或下方(相對于重力)。排出口 146包括設(shè)置在其中的限制器148。限制器148通過對排出口 146節(jié)流或僅在壓力超過閾值時選擇性地打開而限制離開電動機殼體122的流體流動。因此，限制器148限制離開電動機殼體122的排出流動速率，從而在電動機殼體122中建立流體壓力。電動機殼體122中的流體壓力還提供抵抗流體通道130的背壓力，從而如果在電動機殼體122中已經(jīng)存在足夠的壓力的話，流過流體通道130的額外流動被限制或節(jié)流。
現(xiàn)在參見圖4，且繼續(xù)參考圖1-3，其中示出泵-電動機組件210，其可類似于圖1-2所示的泵-電動機組件10或可類似于該泵-電動機組件使用。泵-電動機組件210在沿類似于圖I的2-2線的線截取的截面圖中示出。其他圖中所示的特征和部件可以并入和用于圖4所示的那些。泵-電動機組件210包括泵送側(cè)212和電動機側(cè)214。泵送側(cè)212對通過泵出口(未示出)流到使用加壓流體的另一部件或組件的工作流體加壓(泵送)。泵送側(cè)212從電動機側(cè)214接收動力。泵送元件218在電動機側(cè)214的動力下旋轉(zhuǎn)，以加壓流體并讓其朝向泵出口運動。電動機側(cè)214包括基本上設(shè)置在電動機殼體222中的電動機220。電動機220包括轉(zhuǎn)子224和定子226。電動機220的動能通過泵送元件218轉(zhuǎn)換成壓力。泵送側(cè)212的加壓區(qū)域228被填充有通過泵送元件218加壓的流體。流體通道230與加壓區(qū)域228和電動機殼體222流體連通，從而流體從加壓區(qū)域228流動到電動機殼體222且至少部分地浸沒電動機220。加壓區(qū)域228中的流體壓力和 流體通道230的形狀在流體進入電動機殼體222處形成入口流動壓力。傳遞軸234配置為在電動機220和泵送元件218之間傳遞動力。軸承238配置為承載傳遞軸234且軸密封件240圍繞傳遞軸234。然而，與圖3的軸密封件不同，軸密封件240針對傳遞軸234周圍的任何流體通道密封。泵-電動機組件210包括孔口 242,該孔口遠離或不鄰近傳遞軸234設(shè)置。流體通道230并入到孔口 242中。因此，流體通道230不相對于電動機220居中?？卓?242定位為直接地從加壓區(qū)域228獲取流體。排出口 246形成在電動機殼體222中。排出口 246配置為允許流體在電動機殼體222中形成池且至少部分地浸沒電動機220。排出口 246可以位于傳遞軸234的軸線的上方或下方(相對于重力)。在所示實施例中，排出口 246通常相對于重力位于中央。排出口 246包括設(shè)置在其中的限制器248。限制器248可以是任何元件，其中限制器248通過對排出口 246節(jié)流或僅在壓力超過閾值時選擇性地打開而限制離開電動機殼體222的流體流動。限制器248限制從電動機殼體222而來的排出流動壓力，從而在電動機殼體222中建立流體壓力。電動機殼體222中的流體壓力還提供抵抗流體通道230和孔口242的背壓力，從而如果在電動機殼體222中已經(jīng)存在足夠的壓力的話，流過流體通道230的額外流動被限制或節(jié)流。因此，通過限制器248造成的排出流動壓力與通過加壓區(qū)域228和流體通道230造成的進入流動壓力之間的差產(chǎn)生電動機殼體222中的壓力?，F(xiàn)在參見圖5，且繼續(xù)參考圖1-4，其中示出泵-電動機組件310，其可類似于圖1-2所示的泵-電動機組件10或可類似于泵-電動機組件10使用。泵-電動機組件310在沿類似于圖I的2-2線的線截取的截面圖中示出。其他圖中所示的特征和部件可以并入和用于圖5所示的那些。泵-電動機組件310包括泵送側(cè)312和電動機側(cè)314。泵送側(cè)312對通過泵出口(未示出)流到使用加壓流體的另一部件或組件的工作流體加壓(泵送)。泵送側(cè)312從電動機側(cè)314接收動力。泵送元件318在電動機側(cè)314的動力下旋轉(zhuǎn)，以加壓流體并讓其朝向泵出口運動。電動機側(cè)314包括基本上設(shè)置在電動機殼體322中的電動機320。電動機320包括轉(zhuǎn)子324和定子326。電動機320的動能通過泵送元件318轉(zhuǎn)換成壓力。泵送側(cè)312的加壓區(qū)域328被填充有通過泵送元件318加壓的流體。流體通道330與加壓區(qū)域328和電動機殼體322流體連通，從而流體從加壓區(qū)域328流動到電動機殼體322且至少部分地浸沒電動機320。傳遞軸334配置為在電動機320和泵送元件318之間傳遞動力。軸襯336配置為承載傳遞軸334且還在傳遞軸334周圍密封。與圖2的軸密封件不同，軸襯336基本針對傳遞軸334周圍的任何流體通道密封。泵-電動機組件310包括孔口 342,該孔口遠離或不鄰近傳遞軸334設(shè)置。流體通道330并入到孔口 342中。因此，流體通道330不相對于電動機320居中?？卓?342定位為直接地從加壓區(qū)域328獲取流體?？卓?342包括排出閥344，其基于加壓區(qū)域328中流體壓力在加壓區(qū)域328和電動機殼體322之間提供成比例的流動速率。在加壓區(qū)域328中的壓力增加時，更多流體流過 排出閥344到達電動機殼體。排出閥344僅示意性示出且可以代表允許通過增加壓力而增加流動的任何部件。增加通過電動機320的流體流動——與通過在電動機320外部的油進行冷卻不同一可以有助于在電動機320相對重載荷期間冷卻電動機320。排出閥344也可以被配置為響應(yīng)于電或流體控制信號主動改變加壓區(qū)域328和電動機殼體322之間的流動速率。排出口 346形成在電動機殼體322中。排出口 346配置為允許流體在電動機殼體322中形成池且至少部分地浸沒電動機320。排出口 346可以位于傳遞軸334的軸線的上方或下方(相對于重力)。詳細的說明和附圖是對本發(fā)明的支持和描述，而本發(fā)明的范圍僅通過權(quán)利要求限定。盡管已經(jīng)對執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進行了詳盡的描述但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可得知在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用來實施本發(fā)明的許多替換設(shè)計和實施例。
權(quán)利要求
1.一種泵-電動機組件，包括 電動機殼體； 電動機，基本上設(shè)置在電動機殼體中； 泵送元件，通過電動機驅(qū)動； 加壓區(qū)域，填充有通過泵送元件加壓的流體；和 流體通道，與加壓區(qū)域和電動機殼體流體連通，從而流體從加壓區(qū)域流動到電動機殼體且至少部分地浸沒電動機。
2.如權(quán)利要求I所述的泵-電動機組件，進一步包括 傳遞軸，配置為在電動機和泵送元件之間傳遞動力；和 其中流體通道鄰近傳遞軸。
3.如權(quán)利要求2所述的泵-電動機組件，進一步包括 軸襯和軸承中的一個，配置為承載傳遞軸；和 其中流體通道并入到所述軸襯和軸承中的一個。
4.如權(quán)利要求2所述的泵-電動機組件，進一步包括 軸密封件，繞傳遞軸設(shè)置；和 其中流體通道并入到軸密封件中。
5.如權(quán)利要求2所述的泵-電動機組件，進一步包括 孔口，設(shè)置為不鄰近傳遞軸；和 其中流體通道并入到孔口中。
6.如權(quán)利要求5所述的泵-電動機組件， 其中孔口包括排出閥；和 期中排出閥基于加壓區(qū)域中流體壓力在加壓區(qū)域和電動機殼體之間提供成比例的流動速率。
7.如權(quán)利要求6所述的泵-電動機組件，進一步包括 在電動機殼體中的排出口 ；和 其中排出口定位為允許流體在電動機殼體中形成池。
8.如權(quán)利要求7所述的泵-電動機組件，進一步包括 其中流體通過入口流動壓力而從加壓區(qū)域流動到電動機殼體； 其中排出口包括限制器；和 其中限制器提供排出流動壓力，其限制離開電動機殼體流動，從而在電動機殼體中建立流體壓力。
9.一種泵-電動機組件，包括 電動機殼體； 電動機，基本上設(shè)置在電動機殼體中； 泵送元件，通過電動機驅(qū)動； 加壓區(qū)域，填充有通過泵送元件加壓的流體； 流體通道，與加壓區(qū)域和電動機殼體流體連通，從而流體從加壓區(qū)域流動到電動機殼體且至少部分地浸沒電動機；和 在電動機殼體中的排出口，其中排出口定位為允許流體在電動機殼體中形成池。
10.如權(quán)利要求9所述的泵-電動機組件,進一步包括傳遞軸，配置為在電動機和泵送元件之間傳遞動力；和其中流體通道鄰近傳遞軸。
全文摘要
一種泵-電動機組件，包括電動機殼體、基本上設(shè)置在電動機殼體中的電動機和通過電動機驅(qū)動的泵送元件。加壓區(qū)域被填充有通過泵送元件加壓的流體，且流體通道與加壓區(qū)域和電動機殼體流體連通。流體從加壓區(qū)域流動到電動機殼體且至少部分地浸沒電動機。
文檔編號F04C15/00GK102777378SQ20121014452
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者A.P.塔塔, E.L.凱瑟, M.C.繆爾, M.P.范寧, P.博斯特威克, R.范蒂姆 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司