专利名称：完全潜没的一体式电动油泵的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及一种电动机驱动泵。更具体地，描述了一种可潜没的一体式电动油泵。
背景技术：
本部分仅提供涉及本公开的背景信息，该信息并不必然为现有技术。已经公开了将电动机和摆线泵组合而成的多种电泵。例如美国专利No. 7，156，623 描述了可以分开使用也可以彼此组合地使用的电动机和摆线泵。尽管这种概念可以提供泵送功能，但是存在冗余，有可能给流体泵的成本、尺寸和重量带来负面影响。此外，美国专利No. 7，314，352描述了一种具有一体式电动机的泵。该电动机包括具有铁心的定子和绕该铁心卷绕的线圈，所述铁心具有多个环形钢板。板和线圈封闭于树脂块中。令人遗憾的是，树脂将定子与电动机电枢的永磁体间隔开大于所需距离的距离。电动机效率随定子与电枢之间的距离增大而降低。此外，由于难以对树脂进行机加工，故而树脂的使用增加了控制转动部件的端面间隙的挑战。因此，本领域中存在对于改进的可完全潜没的一体式电动油泵的需要。
发明内容
本部分提供本公开的总体概述，而不是本公开的全部范围或本公开的所有特征的全面公开。潜没式电泵包括壳体，所述壳体适于潜没于将要泵送的流体中，具有贯穿延伸的孔。电动机定子定位在所述壳体中，与所述孔连通，且适于与所述流体接触。泵的内转子和泵的外转子定位在所述壳体内，在转动时彼此啮合以泵送流体。多个永磁体固定成与所述外转子一起转动。在另一种形式中，潜没式电泵包括第一外壳，所述第一外壳具有大致呈平面的第一泵表面；以及第二外壳，所述第二外壳固定至所述第一外壳以限定壳体。所述第二外壳具有大致呈平面的第二泵表面，所述第二泵表面与所述第一泵表面间隔开并与所述第一泵表面大致平行地延伸。摆线泵包括内转子和外转子。每个转子包括定位成与所述第一泵表面和所述第二泵表面相邻的相对面。转子轴包括间隔开的肩部，所述肩部分别与所述第一外壳和所述第二外壳接合以在所述第一泵表面与所述第二泵表面之间限定预定的间隔。电动机定子定位在所述壳体内。永磁体固定成与所述外转子一起转动并且定位成靠近所述定子。根据本文提供的描述，适用性的其它方面将变得显而易见。本概要中的描述及具体示例仅用于示例目的而无意于限制本公开的范围。
本文所载附图仅是为了对选定实施方式而非所有可能实施方式的示例性图示，并且无意于限制本公开的范围。图1是根据本公开的教导构造的潜没式电泵的立体图；图2是该潜没式电泵的端部视图；图3是沿着如图2所示的线3-3截取的横截面图；图3A是替代性的转子轴保持方法的部分横截面图；图4是替代性的潜没式电泵的横截面图；图5是图4所示泵的背铁(back iron)轴套、永磁体与外转子子组件的横截面立体图；图6是另一种替代性的潜没式电泵的横截面图；图7是另一种替代性的潜没式电泵的横截面图；图8是潜没式电泵的另一横截面图；图9是潜没式电泵的另一横截面图；图10是包括环形控制器的替代性的一体式电泵的部分立体图；图11是图10所示泵的横截面图。在所有各附图中相应的参考数字指示相应的零件。
具体实施例方式现在参照附图更全面地描述示例性实施方式。图1至图3图示了由参考数字10标示的可潜没的一体式电动油泵。泵10包括具有基部14的壳体12、盖16和中间环18。基部14和盖16均可形成为铝压铸件。中间环18 夹在基部14与盖16之间以对壳体12的与壳体12中的部件不同的热膨胀系数进行补偿。 中间环18优选地由热膨胀系数大致小于铝的热膨胀系数的材料构成。中间环18可以由粉末金属材料构成以实现此目标。基部14、盖16和中间环18沿着泵10的周边彼此固定。可以采用包括螺纹连接、折压连接、夹紧连接、铆接、焊接、粘合之类的任意多种紧固方法。电动油泵10包括内转子22和外转子24，内转子22与外转子M彼此协作以限定摆线泵。内转子22包括多个外凸齿(lobe) 26，所述多个外凸齿沈与外转子M上形成的多个内凸齿观啮合。外转子M比内转子22多一个凸齿。此外，应当理解，内转子22绕由静止的转子轴30限定的轴线转动，该轴线相对于外转子M绕着转动的转动轴线偏移。在内转子22和外转子M之间的空间容积随着内转子22相对于外转子M转动而增大的位置处，入口 32与内转子22和外转子M连通。入口 32穿过基部14延伸。盖16中形成有出口 34，该出口 34定位成在加压流体从摆线泵输出的位置处与内转子22和外转子M连通。盖16还包括多个单片式翅片36，所述多个单片式翅片36用于增强泵10与该泵潜没其中的流体之间的热传导。第一紧固件40将转子轴30的第一端42固定至盖16。在第一端42处形成缩径部 44，且该缩径部44设置成与在盖16中形成的第一凹入部46相联，从而精确地定位转子轴30。第一紧固件40使转子轴30的第一肩部48与盖16上形成的第一泵表面50接合。通过类似的方式，第二紧固件M将转子轴30的第二端56固定至基部14。阶梯状缩径部58精确地定位于在基部14中形成的凹入部60内。第二肩部62固定成抵靠基部 14上形成的第二泵表面64。第一肩部48与第二肩部62之间的距离受到精确地控制以限定内转子22、外转子M、基部14与盖16之间的运转间隙。通过将内部的轴30固定至基部 14和盖16而在泵的整个操作过程中保持壳体12与可运动的内转子22、外转子M之间的所需间隔。此外，当在泵送过程中产生流体力时，紧固件40、54限制盖16和基部14移动远离内转子22和外转子M。由此保持了适当的泵功能。图3A图示了将转子轴30互连至基部14和/或盖16的替代性方法。替代性的转子轴30’包括穿过基部14’延伸的缩径部65。基部14’包括承载面66，该承载面66与第二泵表面64’间隔预定的距离。环形槽67形成在缩径部65上且包括锥形面68。固定夹 69设置成与锥形面68偏置地接合，以使第二泵表面64’受载而抵靠转子轴30’的第二肩部 62’。固定夹68还可以包括与锥形面68接合的锥形面。盖16内形成有凹部70以限定外转子M的转动轴线。外转子M包括定位在凹部 70内的毂部72，该毂部72具有缩小的外径。可以想到，内转子22和外转子M各自由粉末金属材料构成。背铁轴套74固定成与外转子M—起转动。多个磁体76固定成与背铁轴套74 一起转动。磁体76极性交替地绕背铁轴套74的圆周设置。定子80包括由绕组84包围的多个板82。定子80固定至壳体12且可以不相对于壳体12转动。定子80通过分别在基部14上形成的表面85和盖16上形成的表面87而沿径向对准。盖16上的台阶部(land) 89限制定子80的轴向运动。挠性构件91朝台阶部 89迫压定子80，但也允许定子80根据部件的热膨胀的需要而运动。间隙86形成在定子80 的内圆柱形表面88与磁体76之间。该间隙86的尺寸通过使用转子轴30、毂部72和凹部 70而最小化。此外，定子80构造成在需要时与将要泵送的流体接触。孔可以分别延伸穿过基部14和盖16，以允许流体流经壳体12并流过定子80而提供冷却功能。绕组84并未装入模制外壳内，而是可以定位成非常靠近永磁体76。随着间隙86减小，电动机的效率提高。为了使电动机的效率最大化，永磁体76与定子80的载流部之间的距离处于0. 5mm至 0. 8mm的范围内。在操作中，电流流过绕组84从而产生磁场。永磁体76被迫运动，从而使背铁轴套 74、外转子M和内转子22转动。此时产生流体的泵送。随着泵送继续，第一紧固件40和第二紧固件讨限制基部14和盖16以免基部14和盖16彼此间隔开以及改变第一泵表面 50与第二泵表面64之间的距离。图4和图5图示了一种替代性的泵，该泵由参考数字120标示。泵120也是能够完全潜没于将要泵送的流体中的一体式电动油泵。一体式电动油泵120包括圆柱形本体 122、第一侧板IM和第二侧板126。第一盖128以密封的方式接合第一侧板124，而第二盖 130以密封的方式接合第二侧板126。内转子132包括由衬套136支撑而转动的毂部134， 该衬套136定位于在第二盖130中形成的腔138内。内转子132绕转动轴线140转动。外转子142包括内凸齿143，所述内凸齿143与内转子132上形成的外凸齿(未示出)啮合， 从而限定如前所述的摆线泵。外转子142绕相对于轴线140偏移的转动轴线转动。轴144通过多个球145而固定成与外转子142 —起转动。多个永磁体146固定成与轴144 一起转动。轴承环148和150也固定成与轴144 一起转动。轴承组件152安装至第一侧板124以可转动地支撑轴承环148。类似地，另一个轴承组件IM联接至第二侧板 126以可转动地支撑轴承环150、轴144和外转子142。第一盖1 包括泵表面162，该泵表面162与内转子132和外转子142间隔开。第二泵表面164形成在第二盖130的端部处。第二泵表面164与第一泵表面162间隔开预定的距离从而为内转子132和外转子142提供所需的运转间隙。定子166定位在由本体122、 第一侧板IM和第二侧板126限定的腔168内。在本体122的内径处形成有凸出部169以定位并支撑定子166。如在前参照泵10所描述的那样，定子166围绕磁体146。唇形密封件170联接至第一侧板124并且以密封的方式接合密封板172，该密封板172固定成与轴144 一起转动。另一唇形密封件174联接至第二侧板1 并且接合另一密封环176，该密封环176固定成与轴144 一起转动。0形环178密封第一侧板IM与本体 122之间的连接部，而0形环179密封第二侧板1 与本体122之间的连接部。入口 180形成在第二侧板126中。过滤器182允许流体从其中流过但限制污染物进入泵中。多个支座184从第二盖130延伸以将过滤器182与容纳将要泵送的流体的贮槽底部间隔开。泵120为封闭式设计，其中禁止将要泵送的流体和泵周围的流体进入腔168。图6图示了另一种潜没式泵，该泵由参考数字190标示。泵190大致类似与泵120。 因此，类似的元件将由包括“’”号上角标的类似数字标示。泵190与泵120的不同之处在于定子166对于将要泵送的流体是非密封的。相比较而言，当泵190潜没于流体中时，腔 168’填充有油。在第一侧板124’中形成有多个孔192以允许流体进出。通过类似的方式， 第二侧板126’中形成有多个孔194以允许与腔168’流体连通。由于不再需要密封，故而从泵190上去除了 0形环178、179。此外，不再需要唇形密封件170、174以及密封圈172、 176。用于保持密封件的凹部和槽的相关机加工也不需要了，尽管图中可能图示有这些特征的存在。图7至图9图示了另一种泵，该泵由参考数字200标示。泵200也构造成潜没的一体式电动油泵。泵200包括具有侧壁210的壳体202。大致呈圆柱形的壁216限定出凹入部214。螺纹孔218沿周向方向彼此间隔开。泵200包括定子222，该定子222定位在腔208内。侧壁210定尺寸为与定子222 的外表面2M紧密配合以限制定子222的径向运动。壳体202上形成有台阶部226，以部分地限定腔208并为定子222的表面2 提供支承座以限制定子相对于壳体202的轴向运动。磁体环232包括大致呈圆柱形的部分234和径向向内突出的部分236。磁体环232 包括形成为一个部件的多个磁体和金属背衬环形部。大致呈圆柱形的外表面238与定子 222的大致呈圆柱形的内表面MO间隔开。外转子M2固定至磁体环232。支承座246和大致呈圆柱形的壁248定尺寸为与外转子242的外侧尺寸无干涉但是与外转子紧靠地定位以保持外转子M2的所需径向和轴向位置。盖250由夹紧环252和紧固件邪4固定至壳体202。盖250还限定大致呈平面的表面256和大致呈圆柱形的表面258，所述大致呈平面的表面256和大致呈圆柱形的表面258 保持外转子M2的位置。通过将盖250的圆柱形外表面262定尺寸为与圆柱形的壁216紧靠而实现圆柱形的表面258和M8的对准。内转子沈6以与前文参照转子22和转子M所描述的方式相类似的方式与外转子驱动地配对结合。内转子沈6固定至中心轴沈8。内转子266和中心轴268构造成作为单一的单元相对于壳体202和盖250转动。壳体202中形成的孔270和盖250中形成的孔272容纳中心轴沈8的端部并限定其转动轴线。表面256 和支承座M6限制内转子沈6的轴向平移。图9图示了销观0，该销280定位成保证盖250相对于壳体202的精确对准和分度。密封件282定位于在盖250中形成的槽四0内并与凹入部214接合。图10和图11图示了替代性的泵的一部分，该泵由参考数字350标示。泵350大致类似于泵200，除了环形控制器352定位成与定子222相邻之外。控制器352包括定位成与定子222接合的板354。包括一体式电路356、电容358和微处理器360的多个电子部件固定至板354。控制器352可操作为控制泵350的操作。板邪4和联接至该板的部件可以与泵350潜没于其中的流体连通。基于将要泵送的流体的特性，控制器352将适当地作用而无论是否暴露于流体。中心孔362穿过板3M延伸。中心孔362定尺寸且定位成允许内转子266和外转子242穿过该中心孔。板354的输出与定子222相联，使得电流被供给通过定子222的绕组以产生电磁场。控制器352可以包括能够操作以确定供给至定子222的电流的多个一体式电路或一个一体式电路。另外，控制器352可以是可操作以确定施加至外转子M2的转矩。在操作中，泵350接收来自外部电源的电流。能量供给至控制器352，在控制器352 处判定是否将电流供给至定子222。另外确定供给至定子222的电流的大小。当供给至定子222的电流的大小变化时，环绕定子222的电磁场强度也变化。电磁场与磁体环232相互作用，使外转子242转动。由于外转子242与内转子沈6啮合，内转子266也受迫转动。 内转子266和外转子M2的转动产生了流体泵送作用。上文已为了示例性和描述性的目的而对实施方式进行了描述。这并无意于为详尽的或限制本发明。
具体实施方式
的单个元件或特征总体不限于该具体实施方式
，而是在适用的情况下，即使未具体示出或描述，也是可互换的且能够用于选定的实施方式中。这些元件和特征还可以以许多方式进行变型。这样的变型不被视为脱离了本发明的范围，所有这样的变型都倾向于包括在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种潜没式电泵，其包括第一壳体构件，所述第一壳体构件包括第一凹入部，所述第一凹入部具有由第一壁包围的大致呈平面的第一泵表面；第二壳体构件，所述第二壳体构件固定至所述第一壳体构件，所述第二壳体构件包括第二凹入部，所述第二凹入部具有由第二壁包围的大致呈平面的第二泵表面，并且所述第二泵表面与所述第一泵表面间隔开且与所述第一泵表面大致平行地延伸；摆线泵，所述摆线泵具有内转子和外转子，每个转子具有定位成与所述第一泵表面和所述第二泵表面相邻的相对表面，所述外转子通过所述第一壁和所述第二壁而在转动轴线上对准；转子轴，所述转子轴分别与所述第一壳体构件和所述第二壳体构件接合，限定相对于所述外转子的转动轴线偏移的所述内转子的转动轴线；电动机定子，所述电动机定子定位于在所述第二壳体构件中形成的凹部内；以及多个永磁体，所述多个永磁体固定成与所述外转子一起转动，所述磁体定位成靠近所述定子。
2.如权利要求1所述的电泵，其中，所述转子轴固定成与所述内转子一起转动。
3.如权利要求2所述的电泵，其中，所述定子与所述第二壳体构件的侧壁和台阶部接合。
4.如权利要求1所述的电泵，还包括磁体环，所述磁体环包括固定至所述外转子的径向延伸部，其中，所述磁体固定至所述磁体环。
5.如权利要求4所述的电泵，其中，所述磁体环包括圆柱形部分，所述圆柱形部分围绕所述径向延伸部以限定“ T ”形横截面。
6.如权利要求1所述的电泵，还包括联接至所述定子的电动机控制器。
7.如权利要求6所述的电泵，其中，所述电动机控制器包括圆柱形的板，所述板在其上安装有电子部件，所述板具有从其中穿过延伸的孔以提供用于所述内转子和所述外转子通过的通道。
8.如权利要求1所述的电泵，其中，所述第一壳体构件和所述第二壳体构件中的一个包括从其中穿过延伸的孔，使得所述定子适于与潜没所述泵的流体接触。
9.如权利要求1所述的电泵，其中，所述永磁体与所述定子的载流构件之间的距离处于从0. 5mm至0. 8mm的范围内。
10.如权利要求1所述的电泵，其中，所述内转子和所述外转子分别绕彼此大致平行地延伸的、间隔开的轴线转动。
11.如权利要求1所述的电泵，其中，所述定子包括与将要泵送的流体接触的绕线。
12.如权利要求1所述的电泵，其中，所述内转子和所述外转子包含粉末金属。
全文摘要
一种潜没式电泵，其包括壳体，所述壳体适于潜没于将要泵送的流体中，具有贯穿该壳体延伸的孔。电动机定子定位在所述壳体中，与所述孔连通，且适于与所述流体接触。泵的内转子和泵的外转子以彼此啮合的方式定位在所述壳体内，以便在转动时泵送流体。多个永磁体固定成与所述外转子一起转动。
文档编号H02K7/14GK102203422SQ200980144103
公开日2011年9月28日 申请日期2009年11月5日 优先权日2008年11月7日
发明者吉尔·哈达尔, 安迪·贝内特 申请人:Stt技术有限公司(麦格纳动力系有限公司和Shw有限公司的合资公司)