专利名称：泵-电动机组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过电机驱动的泵。
背景技术：
泵是用于让流体运动的装置，例如液体、气体或浆体。车辆可以在变速器中使用泵以提供加压的油，用于如离合器和变速器中的其他部件接合和脱开。泵可以通过来自车辆中的机械源(例如曲轴)或通过电机的动力，直接地或间接地驱动。
发明内容
提供一种泵-电动机组件。泵-电动机组件包括电动机壳体、基本上设置在电动 机壳体中的电动机和通过电动机驱动的泵送元件。加压区域被填充有通过泵送元件加压的流体，且流体通道与加压区域和电动机壳体流体连通。因此，流体从加压区域流动到电动机壳体且至少部分地浸没电动机。在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。
图I是泵-电动机组件的示意性等轴视图，以虚线显示了一些内部部件；图2是沿图I的2-2线截取的如图I所示的泵-电动机组件的示意性截面图；图3是类似于如图I所示的泵-电动机组件的示意性截面图，沿类似于图I的2-2线的线截取的横截面；图4是类似于如图I所示的另一泵-电动机组件的示意性截面图，沿类似于图I的2-2线的线截取的横截面；和图5是类似于如图I所示的另一泵-电动机组件的示意性截面图，沿类似于图I的2-2线的线截取的横截面。
具体实施例方式参见附图，其中在各图中任何情况下相同的附图标记对应相同的或相似的部件，如图I和图2所示为泵-电动机组件10的两个示意图。图I显示了泵-电动机组件10的部分等轴视图且图2显示了沿图I的2-2线截取的泵-电动机组件10的截面图。泵-电动机组件10的一些部件在图I中以虚线示出。其他图中所示的特征和部件可以并入和用于图1-2所示的那些。尽管本发明针对汽车应用进行了详细描述，但是本领域技术人员应理解本发明的更广的应用性。本领域技术人员还应理解例如“上方”、“下方”、“向上、“向下”等是用于描述附图的，而不代表对本发明范围的限制，本发明的范围通过所附权利要求限定。泵-电动机组件10通常包括两个不同部件或侧泵送侧12和电动机侧14。泵送侧12对工作流体，例如自动变速器流体(ATF)或油，加压(泵送)。流体通过进入端口(未示出)以相对低的压力进入泵送侧12且通过泵出口 16将加压流体传递到使用加压流体的另一部件或组件。入口和出口的位置不受限制。泵送侧12从电动机侧14接收动力，该电动机侧可以被称为电动机。泵送元件18 (在图I中未示出，在图2示出)在电动机侧14的动力下旋转，以加压流体并让其朝向泵出口 16运动。泵-电动机组件10和泵送元件18可以是几种类型的泵中的任意一种且可以存在泵送过程中涉及的额外的部件(例如惰轮)。泵送元件18和泵-电动机组件10的类型可以是但不限于内齿轮油泵(其被示出，但是仅在图2中示出)；外齿轮；罗茨类型；螺旋式；离心的；或其他旋转泵类型。电动机侧14包括基本上设置在电动机壳体22中的电动机20。电动机20直接地或间接地驱动泵送元件18。电动机20包括转子24和定子26 (其两者被电动机壳体22隐藏而不可见且在图I中通过虚线示意性地显示)。电能通过转子24和定子26转换成动能，使得电动机20旋转 电动机20的动能随后通过泵送元件18转换成压力。泵送侧12的加压区域28被填充有通过泵送元件18加压的流体，且与泵出口 16流体连通。流体通道30 (在图I中被隐藏而不可见，在图2中示出)可以采取不同形式，其与加压区域28和电动机壳体22流体连通，从而流体从加压区域28流动到电动机壳体22且至少部分地浸没电动机20。加压区域28代表能让流体从其运动离开的任何区域且可以通过泵送侧12中的空腔限定。因为泵送元件18工作以让流体增压，所以加压区域28被填充(在稳态运行期间连续地)加压流体，所述加压流体可以随后通过流体通道30运动到电动机壳体22。传递轴34(图I被隐藏而不可见，在图2中示出)配置为在电动机20和泵送元件18之间传递动力。在图1-2所示的构造中，传递轴34连接到转子24。流体通道30邻近传递轴34，从而流体通道30大致相对于电动机20居中。如图2所示，泵-电动机组件10包括轴衬36，其配置为承载传递轴34。轴衬36可以用例如以下的(但不限于)材料形成铜、石墨、塑料、陶瓷或其他合适的材料。在图1-2所示的泵-电动机组件10中流体通道30并入到轴衬36。因此，代替密封阻止流体流过轴衬36，轴衬36允许流体从泵送侧12的加压区域28运动到电动机侧14的电动机壳体22。泵-电动机组件10可以配置为使得流体从加压区域28以第一流动速率流动到电动机壳体22，该第一流动速率在泵-电动机组件10的正常运行条件下基本上是恒定的。第一流动速率可以例如根据但不限于泵-电动机组件10的尺寸、电动机20的尺寸或通过泵-电动机组件10泵送的流体的体积而变化。取决于泵-电动机组件10的需要，第一流动速率可以非常低，从而流体通过流体通道30滴流或泄露到电动机壳体22中。因为流体通道30邻近传递轴34附近的泵送元件18的中心，所以流体通道30处的压力与径向地远离传递轴34的区域相比相对较低。为了维持浸入电动机20的流体的液面高度的控制，至少一个排出口 46形成在电动机壳体22中。排出口 46定位为允许流体在电动机壳体22中形成池。因此，相对于重力且取决于泵-电动机组件10例如在车辆(未示出)中的安装位置，排出口 46将位于电动机壳体22底部上方。排出口 46可以位于传递轴34的轴线的上方(相对于重力)。图I显示了两个非常示意性的流体液面。第一液面50示出了在泵-电动机组件10处于水平或在大约零度角度时电动机壳体22中聚集的流体的表面。第二液面51示出了在泵-电动机组件10处于大约三十度角度时电动机壳体22中聚集的流体的表面。应注意泵-电动机组件10可以以一角度安装到车辆中，使得第二液面51代表车辆实际上 处在零度时泵-电动机组件10的状态。还应注意定子26和转子24的一部分保持与流体池接触，甚至在泵-电动机组件处于一角度时也是如此。电动机壳体22中的流体冷却电动机20的转子24和定子26且润滑一个或多个轴承(如果存在)39。流体从泵送侧12的加压区域28到电动机侧14的受控进入可以改善从其他源，例如油槽(未示出)，引入的流体的性能。排出口 46的位置确保在车辆的所有运行条件下在电动机壳体22中保持足够的流体液面。转子24可以被滚动轴承39支撑，该滚动轴承可以是任何合适的轴承。通过流体通道30提供的流体对承载转子24的轴承润滑且可以通过不考虑轴承脂的需要而减少对电动机20的阻力。相对于外部冷却的电动机(其可以用于同一泵送元件18)，用来自泵送侧12的流体冷却电动机20可以允许电动机20尺寸减小。现在参见图3，且继续参考图1-2，其中示出泵-电动机组件110，其可类似于图
1-2所示的泵-电动机组件10或可类似于其使用。泵-电动机组件110在沿类似于图I的
2-2线的线截取的截面图中示出。其他图中所示的特征和部件可以并入和用于图3所示的那些。泵-电动机组件110包括泵送侧112和电动机侧114。泵送侧112对通过泵出口(未示出)流到使用加压流体的另一部件或组件的工作流体加压(泵送)。泵送侧112从电动机侧114接收动力。泵送元件118在电动机侧114的动力下旋转，以加压流体并让其朝向泵出口运动。电动机侧114包括基本上设置在电动机壳体122中的电动机120。电动机120包括转子124和定子126。电动机120的动能通过泵送元件118转换成压力。泵送侧112的加压区域128被填充有通过泵送元件118加压的流体。流体通道130与加压区域128和电动机壳体122流体连通，从而流体从加压区域128流动到电动机壳体122且至少部分地浸没电动机120。传递轴134配置为在电动机120和泵送元件118之间传递动力。流体通道130邻近传递轴134，从而流体通道130大体相对于电动机120居中。轴承138配置为承载传递轴134。在泵-电动机组件110的一些构造中，轴密封件(未示出)围绕传递轴134。轴密封件和轴承138结合以执行与图1-2中所示的轴衬36相似的功能。在泵-电动机组件110中，流体通道130并入轴承138和轴密封件(如果存在)，从而流体可从泵侧112经过轴承138流到围绕传递轴134的电动机壳体122。排出口 146形成在电动机壳体122中。排出口 146配置为允许流体在电动机壳体122中形成池且至少部分地浸没电动机120。排出口 146可以位于传递轴134的轴线的上方或下方(相对于重力)。排出口 146包括设置在其中的限制器148。限制器148通过对排出口 146节流或仅在压力超过阈值时选择性地打开而限制离开电动机壳体122的流体流动。因此，限制器148限制离开电动机壳体122的排出流动速率，从而在电动机壳体122中建立流体压力。电动机壳体122中的流体压力还提供抵抗流体通道130的背压力，从而如果在电动机壳体122中已经存在足够的压力的话，流过流体通道130的额外流动被限制或节流。
现在参见图4，且继续参考图1-3，其中示出泵-电动机组件210，其可类似于图1-2所示的泵-电动机组件10或可类似于该泵-电动机组件使用。泵-电动机组件210在沿类似于图I的2-2线的线截取的截面图中示出。其他图中所示的特征和部件可以并入和用于图4所示的那些。泵-电动机组件210包括泵送侧212和电动机侧214。泵送侧212对通过泵出口(未示出)流到使用加压流体的另一部件或组件的工作流体加压(泵送)。泵送侧212从电动机侧214接收动力。泵送元件218在电动机侧214的动力下旋转，以加压流体并让其朝向泵出口运动。电动机侧214包括基本上设置在电动机壳体222中的电动机220。电动机220包括转子224和定子226。电动机220的动能通过泵送元件218转换成压力。泵送侧212的加压区域228被填充有通过泵送元件218加压的流体。流体通道230与加压区域228和电动机壳体222流体连通，从而流体从加压区域228流动到电动机壳体222且至少部分地浸没电动机220。加压区域228中的流体压力和 流体通道230的形状在流体进入电动机壳体222处形成入口流动压力。传递轴234配置为在电动机220和泵送元件218之间传递动力。轴承238配置为承载传递轴234且轴密封件240围绕传递轴234。然而，与图3的轴密封件不同，轴密封件240针对传递轴234周围的任何流体通道密封。泵-电动机组件210包括孔口 242,该孔口远离或不邻近传递轴234设置。流体通道230并入到孔口 242中。因此，流体通道230不相对于电动机220居中。孔口 242定位为直接地从加压区域228获取流体。排出口 246形成在电动机壳体222中。排出口 246配置为允许流体在电动机壳体222中形成池且至少部分地浸没电动机220。排出口 246可以位于传递轴234的轴线的上方或下方(相对于重力)。在所示实施例中，排出口 246通常相对于重力位于中央。排出口 246包括设置在其中的限制器248。限制器248可以是任何元件，其中限制器248通过对排出口 246节流或仅在压力超过阈值时选择性地打开而限制离开电动机壳体222的流体流动。限制器248限制从电动机壳体222而来的排出流动压力，从而在电动机壳体222中建立流体压力。电动机壳体222中的流体压力还提供抵抗流体通道230和孔口242的背压力，从而如果在电动机壳体222中已经存在足够的压力的话，流过流体通道230的额外流动被限制或节流。因此，通过限制器248造成的排出流动压力与通过加压区域228和流体通道230造成的进入流动压力之间的差产生电动机壳体222中的压力。现在参见图5，且继续参考图1-4，其中示出泵-电动机组件310，其可类似于图1-2所示的泵-电动机组件10或可类似于泵-电动机组件10使用。泵-电动机组件310在沿类似于图I的2-2线的线截取的截面图中示出。其他图中所示的特征和部件可以并入和用于图5所示的那些。泵-电动机组件310包括泵送侧312和电动机侧314。泵送侧312对通过泵出口(未示出)流到使用加压流体的另一部件或组件的工作流体加压(泵送)。泵送侧312从电动机侧314接收动力。泵送元件318在电动机侧314的动力下旋转，以加压流体并让其朝向泵出口运动。电动机侧314包括基本上设置在电动机壳体322中的电动机320。电动机320包括转子324和定子326。电动机320的动能通过泵送元件318转换成压力。泵送侧312的加压区域328被填充有通过泵送元件318加压的流体。流体通道330与加压区域328和电动机壳体322流体连通，从而流体从加压区域328流动到电动机壳体322且至少部分地浸没电动机320。传递轴334配置为在电动机320和泵送元件318之间传递动力。轴衬336配置为承载传递轴334且还在传递轴334周围密封。与图2的轴密封件不同，轴衬336基本针对传递轴334周围的任何流体通道密封。泵-电动机组件310包括孔口 342,该孔口远离或不邻近传递轴334设置。流体通道330并入到孔口 342中。因此，流体通道330不相对于电动机320居中。孔口 342定位为直接地从加压区域328获取流体。孔口 342包括排出阀344，其基于加压区域328中流体压力在加压区域328和电动机壳体322之间提供成比例的流动速率。在加压区域328中的压力增加时，更多流体流过 排出阀344到达电动机壳体。排出阀344仅示意性示出且可以代表允许通过增加压力而增加流动的任何部件。增加通过电动机320的流体流动——与通过在电动机320外部的油进行冷却不同一可以有助于在电动机320相对重载荷期间冷却电动机320。排出阀344也可以被配置为响应于电或流体控制信号主动改变加压区域328和电动机壳体322之间的流动速率。排出口 346形成在电动机壳体322中。排出口 346配置为允许流体在电动机壳体322中形成池且至少部分地浸没电动机320。排出口 346可以位于传递轴334的轴线的上方或下方(相对于重力)。详细的说明和附图是对本发明的支持和描述，而本发明的范围仅通过权利要求限定。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
权利要求
1.一种泵-电动机组件，包括 电动机壳体； 电动机，基本上设置在电动机壳体中； 泵送元件，通过电动机驱动； 加压区域，填充有通过泵送元件加压的流体；和 流体通道，与加压区域和电动机壳体流体连通，从而流体从加压区域流动到电动机壳体且至少部分地浸没电动机。
2.如权利要求I所述的泵-电动机组件，进一步包括 传递轴，配置为在电动机和泵送元件之间传递动力；和 其中流体通道邻近传递轴。
3.如权利要求2所述的泵-电动机组件，进一步包括 轴衬和轴承中的一个，配置为承载传递轴；和 其中流体通道并入到所述轴衬和轴承中的一个。
4.如权利要求2所述的泵-电动机组件，进一步包括 轴密封件，绕传递轴设置；和 其中流体通道并入到轴密封件中。
5.如权利要求2所述的泵-电动机组件，进一步包括 孔口，设置为不邻近传递轴；和 其中流体通道并入到孔口中。
6.如权利要求5所述的泵-电动机组件， 其中孔口包括排出阀；和 期中排出阀基于加压区域中流体压力在加压区域和电动机壳体之间提供成比例的流动速率。
7.如权利要求6所述的泵-电动机组件，进一步包括 在电动机壳体中的排出口 ；和 其中排出口定位为允许流体在电动机壳体中形成池。
8.如权利要求7所述的泵-电动机组件，进一步包括 其中流体通过入口流动压力而从加压区域流动到电动机壳体； 其中排出口包括限制器；和 其中限制器提供排出流动压力，其限制离开电动机壳体流动，从而在电动机壳体中建立流体压力。
9.一种泵-电动机组件，包括 电动机壳体； 电动机，基本上设置在电动机壳体中； 泵送元件，通过电动机驱动； 加压区域，填充有通过泵送元件加压的流体； 流体通道，与加压区域和电动机壳体流体连通，从而流体从加压区域流动到电动机壳体且至少部分地浸没电动机；和 在电动机壳体中的排出口，其中排出口定位为允许流体在电动机壳体中形成池。
10.如权利要求9所述的泵-电动机组件,进一步包括传递轴，配置为在电动机和泵送元件之间传递动力；和其中流体通道邻近传递轴。
全文摘要
一种泵-电动机组件，包括电动机壳体、基本上设置在电动机壳体中的电动机和通过电动机驱动的泵送元件。加压区域被填充有通过泵送元件加压的流体，且流体通道与加压区域和电动机壳体流体连通。流体从加压区域流动到电动机壳体且至少部分地浸没电动机。
文档编号F04C15/00GK102777378SQ20121014452
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月10日 优先权日2011年5月10日
发明者A.P.塔塔, E.L.凯瑟, M.C.缪尔, M.P.范宁, P.博斯特威克, R.范蒂姆 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司