專利名稱：完全潛沒的一體式電動油泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種電動機驅(qū)動泵。更具體地，描述了一種可潛沒的一體式電動油泵。
背景技術(shù)：
本部分僅提供涉及本公開的背景信息，該信息并不必然為現(xiàn)有技術(shù)。已經(jīng)公開了將電動機和擺線泵組合而成的多種電泵。例如美國專利No. 7，156，623 描述了可以分開使用也可以彼此組合地使用的電動機和擺線泵。盡管這種概念可以提供泵送功能，但是存在冗余，有可能給流體泵的成本、尺寸和重量帶來負(fù)面影響。此外，美國專利No. 7，314，352描述了一種具有一體式電動機的泵。該電動機包括具有鐵心的定子和繞該鐵心卷繞的線圈，所述鐵心具有多個環(huán)形鋼板。板和線圈封閉于樹脂塊中。令人遺憾的是，樹脂將定子與電動機電樞的永磁體間隔開大于所需距離的距離。電動機效率隨定子與電樞之間的距離增大而降低。此外，由于難以對樹脂進行機加工，故而樹脂的使用增加了控制轉(zhuǎn)動部件的端面間隙的挑戰(zhàn)。因此，本領(lǐng)域中存在對于改進的可完全潛沒的一體式電動油泵的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本部分提供本公開的總體概述，而不是本公開的全部范圍或本公開的所有特征的全面公開。潛沒式電泵包括殼體，所述殼體適于潛沒于將要泵送的流體中，具有貫穿延伸的孔。電動機定子定位在所述殼體中，與所述孔連通，且適于與所述流體接觸。泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子和泵的外轉(zhuǎn)子定位在所述殼體內(nèi)，在轉(zhuǎn)動時彼此嚙合以泵送流體。多個永磁體固定成與所述外轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動。在另一種形式中，潛沒式電泵包括第一外殼，所述第一外殼具有大致呈平面的第一泵表面；以及第二外殼，所述第二外殼固定至所述第一外殼以限定殼體。所述第二外殼具有大致呈平面的第二泵表面，所述第二泵表面與所述第一泵表面間隔開并與所述第一泵表面大致平行地延伸。擺線泵包括內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子。每個轉(zhuǎn)子包括定位成與所述第一泵表面和所述第二泵表面相鄰的相對面。轉(zhuǎn)子軸包括間隔開的肩部，所述肩部分別與所述第一外殼和所述第二外殼接合以在所述第一泵表面與所述第二泵表面之間限定預(yù)定的間隔。電動機定子定位在所述殼體內(nèi)。永磁體固定成與所述外轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動并且定位成靠近所述定子。根據(jù)本文提供的描述，適用性的其它方面將變得顯而易見。本概要中的描述及具體示例僅用于示例目的而無意于限制本公開的范圍。


本文所載附圖僅是為了對選定實施方式而非所有可能實施方式的示例性圖示，并且無意于限制本公開的范圍。圖1是根據(jù)本公開的教導(dǎo)構(gòu)造的潛沒式電泵的立體圖；圖2是該潛沒式電泵的端部視圖；圖3是沿著如圖2所示的線3-3截取的橫截面圖；圖3A是替代性的轉(zhuǎn)子軸保持方法的部分橫截面圖；圖4是替代性的潛沒式電泵的橫截面圖；圖5是圖4所示泵的背鐵(back iron)軸套、永磁體與外轉(zhuǎn)子子組件的橫截面立體圖；圖6是另一種替代性的潛沒式電泵的橫截面圖；圖7是另一種替代性的潛沒式電泵的橫截面圖；圖8是潛沒式電泵的另一橫截面圖；圖9是潛沒式電泵的另一橫截面圖；圖10是包括環(huán)形控制器的替代性的一體式電泵的部分立體圖；圖11是圖10所示泵的橫截面圖。在所有各附圖中相應(yīng)的參考數(shù)字指示相應(yīng)的零件。
具體實施例方式現(xiàn)在參照附圖更全面地描述示例性實施方式。圖1至圖3圖示了由參考數(shù)字10標(biāo)示的可潛沒的一體式電動油泵。泵10包括具有基部14的殼體12、蓋16和中間環(huán)18?；?4和蓋16均可形成為鋁壓鑄件。中間環(huán)18 夾在基部14與蓋16之間以對殼體12的與殼體12中的部件不同的熱膨脹系數(shù)進行補償。 中間環(huán)18優(yōu)選地由熱膨脹系數(shù)大致小于鋁的熱膨脹系數(shù)的材料構(gòu)成。中間環(huán)18可以由粉末金屬材料構(gòu)成以實現(xiàn)此目標(biāo)。基部14、蓋16和中間環(huán)18沿著泵10的周邊彼此固定。可以采用包括螺紋連接、折壓連接、夾緊連接、鉚接、焊接、粘合之類的任意多種緊固方法。電動油泵10包括內(nèi)轉(zhuǎn)子22和外轉(zhuǎn)子24，內(nèi)轉(zhuǎn)子22與外轉(zhuǎn)子M彼此協(xié)作以限定擺線泵。內(nèi)轉(zhuǎn)子22包括多個外凸齒(lobe) 26，所述多個外凸齒沈與外轉(zhuǎn)子M上形成的多個內(nèi)凸齒觀嚙合。外轉(zhuǎn)子M比內(nèi)轉(zhuǎn)子22多一個凸齒。此外，應(yīng)當(dāng)理解，內(nèi)轉(zhuǎn)子22繞由靜止的轉(zhuǎn)子軸30限定的軸線轉(zhuǎn)動，該軸線相對于外轉(zhuǎn)子M繞著轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動軸線偏移。在內(nèi)轉(zhuǎn)子22和外轉(zhuǎn)子M之間的空間容積隨著內(nèi)轉(zhuǎn)子22相對于外轉(zhuǎn)子M轉(zhuǎn)動而增大的位置處，入口 32與內(nèi)轉(zhuǎn)子22和外轉(zhuǎn)子M連通。入口 32穿過基部14延伸。蓋16中形成有出口 34，該出口 34定位成在加壓流體從擺線泵輸出的位置處與內(nèi)轉(zhuǎn)子22和外轉(zhuǎn)子M連通。蓋16還包括多個單片式翅片36，所述多個單片式翅片36用于增強泵10與該泵潛沒其中的流體之間的熱傳導(dǎo)。第一緊固件40將轉(zhuǎn)子軸30的第一端42固定至蓋16。在第一端42處形成縮徑部 44，且該縮徑部44設(shè)置成與在蓋16中形成的第一凹入部46相聯(lián)，從而精確地定位轉(zhuǎn)子軸30。第一緊固件40使轉(zhuǎn)子軸30的第一肩部48與蓋16上形成的第一泵表面50接合。通過類似的方式，第二緊固件M將轉(zhuǎn)子軸30的第二端56固定至基部14。階梯狀縮徑部58精確地定位于在基部14中形成的凹入部60內(nèi)。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與第二肩部62之間的距離受到精確地控制以限定內(nèi)轉(zhuǎn)子22、外轉(zhuǎn)子M、基部14與蓋16之間的運轉(zhuǎn)間隙。通過將內(nèi)部的軸30固定至基部 14和蓋16而在泵的整個操作過程中保持殼體12與可運動的內(nèi)轉(zhuǎn)子22、外轉(zhuǎn)子M之間的所需間隔。此外，當(dāng)在泵送過程中產(chǎn)生流體力時，緊固件40、54限制蓋16和基部14移動遠離內(nèi)轉(zhuǎn)子22和外轉(zhuǎn)子M。由此保持了適當(dāng)?shù)谋霉δ堋D3A圖示了將轉(zhuǎn)子軸30互連至基部14和/或蓋16的替代性方法。替代性的轉(zhuǎn)子軸30’包括穿過基部14’延伸的縮徑部65?；?4’包括承載面66，該承載面66與第二泵表面64’間隔預(yù)定的距離。環(huán)形槽67形成在縮徑部65上且包括錐形面68。固定夾 69設(shè)置成與錐形面68偏置地接合，以使第二泵表面64’受載而抵靠轉(zhuǎn)子軸30’的第二肩部 62’。固定夾68還可以包括與錐形面68接合的錐形面。蓋16內(nèi)形成有凹部70以限定外轉(zhuǎn)子M的轉(zhuǎn)動軸線。外轉(zhuǎn)子M包括定位在凹部 70內(nèi)的轂部72，該轂部72具有縮小的外徑。可以想到，內(nèi)轉(zhuǎn)子22和外轉(zhuǎn)子M各自由粉末金屬材料構(gòu)成。背鐵軸套74固定成與外轉(zhuǎn)子M—起轉(zhuǎn)動。多個磁體76固定成與背鐵軸套74 一起轉(zhuǎn)動。磁體76極性交替地繞背鐵軸套74的圓周設(shè)置。定子80包括由繞組84包圍的多個板82。定子80固定至殼體12且可以不相對于殼體12轉(zhuǎn)動。定子80通過分別在基部14上形成的表面85和蓋16上形成的表面87而沿徑向?qū)?zhǔn)。蓋16上的臺階部(land) 89限制定子80的軸向運動。撓性構(gòu)件91朝臺階部 89迫壓定子80，但也允許定子80根據(jù)部件的熱膨脹的需要而運動。間隙86形成在定子80 的內(nèi)圓柱形表面88與磁體76之間。該間隙86的尺寸通過使用轉(zhuǎn)子軸30、轂部72和凹部 70而最小化。此外，定子80構(gòu)造成在需要時與將要泵送的流體接觸。孔可以分別延伸穿過基部14和蓋16，以允許流體流經(jīng)殼體12并流過定子80而提供冷卻功能。繞組84并未裝入模制外殼內(nèi)，而是可以定位成非?？拷来朋w76。隨著間隙86減小，電動機的效率提高。為了使電動機的效率最大化，永磁體76與定子80的載流部之間的距離處于0. 5mm至 0. 8mm的范圍內(nèi)。在操作中，電流流過繞組84從而產(chǎn)生磁場。永磁體76被迫運動，從而使背鐵軸套 74、外轉(zhuǎn)子M和內(nèi)轉(zhuǎn)子22轉(zhuǎn)動。此時產(chǎn)生流體的泵送。隨著泵送繼續(xù)，第一緊固件40和第二緊固件討限制基部14和蓋16以免基部14和蓋16彼此間隔開以及改變第一泵表面 50與第二泵表面64之間的距離。圖4和圖5圖示了一種替代性的泵，該泵由參考數(shù)字120標(biāo)示。泵120也是能夠完全潛沒于將要泵送的流體中的一體式電動油泵。一體式電動油泵120包括圓柱形本體 122、第一側(cè)板IM和第二側(cè)板126。第一蓋128以密封的方式接合第一側(cè)板124，而第二蓋 130以密封的方式接合第二側(cè)板126。內(nèi)轉(zhuǎn)子132包括由襯套136支撐而轉(zhuǎn)動的轂部134， 該襯套136定位于在第二蓋130中形成的腔138內(nèi)。內(nèi)轉(zhuǎn)子132繞轉(zhuǎn)動軸線140轉(zhuǎn)動。外轉(zhuǎn)子142包括內(nèi)凸齒143，所述內(nèi)凸齒143與內(nèi)轉(zhuǎn)子132上形成的外凸齒(未示出)嚙合， 從而限定如前所述的擺線泵。外轉(zhuǎn)子142繞相對于軸線140偏移的轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動。軸144通過多個球145而固定成與外轉(zhuǎn)子142 —起轉(zhuǎn)動。多個永磁體146固定成與軸144 一起轉(zhuǎn)動。軸承環(huán)148和150也固定成與軸144 一起轉(zhuǎn)動。軸承組件152安裝至第一側(cè)板124以可轉(zhuǎn)動地支撐軸承環(huán)148。類似地，另一個軸承組件IM聯(lián)接至第二側(cè)板 126以可轉(zhuǎn)動地支撐軸承環(huán)150、軸144和外轉(zhuǎn)子142。第一蓋1 包括泵表面162，該泵表面162與內(nèi)轉(zhuǎn)子132和外轉(zhuǎn)子142間隔開。第二泵表面164形成在第二蓋130的端部處。第二泵表面164與第一泵表面162間隔開預(yù)定的距離從而為內(nèi)轉(zhuǎn)子132和外轉(zhuǎn)子142提供所需的運轉(zhuǎn)間隙。定子166定位在由本體122、 第一側(cè)板IM和第二側(cè)板126限定的腔168內(nèi)。在本體122的內(nèi)徑處形成有凸出部169以定位并支撐定子166。如在前參照泵10所描述的那樣，定子166圍繞磁體146。唇形密封件170聯(lián)接至第一側(cè)板124并且以密封的方式接合密封板172，該密封板172固定成與軸144 一起轉(zhuǎn)動。另一唇形密封件174聯(lián)接至第二側(cè)板1 并且接合另一密封環(huán)176，該密封環(huán)176固定成與軸144 一起轉(zhuǎn)動。0形環(huán)178密封第一側(cè)板IM與本體 122之間的連接部，而0形環(huán)179密封第二側(cè)板1 與本體122之間的連接部。入口 180形成在第二側(cè)板126中。過濾器182允許流體從其中流過但限制污染物進入泵中。多個支座184從第二蓋130延伸以將過濾器182與容納將要泵送的流體的貯槽底部間隔開。泵120為封閉式設(shè)計，其中禁止將要泵送的流體和泵周圍的流體進入腔168。圖6圖示了另一種潛沒式泵，該泵由參考數(shù)字190標(biāo)示。泵190大致類似與泵120。 因此，類似的元件將由包括“’”號上角標(biāo)的類似數(shù)字標(biāo)示。泵190與泵120的不同之處在于定子166對于將要泵送的流體是非密封的。相比較而言，當(dāng)泵190潛沒于流體中時，腔 168’填充有油。在第一側(cè)板124’中形成有多個孔192以允許流體進出。通過類似的方式， 第二側(cè)板126’中形成有多個孔194以允許與腔168’流體連通。由于不再需要密封，故而從泵190上去除了 0形環(huán)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關(guān)機加工也不需要了，盡管圖中可能圖示有這些特征的存在。圖7至圖9圖示了另一種泵，該泵由參考數(shù)字200標(biāo)示。泵200也構(gòu)造成潛沒的一體式電動油泵。泵200包括具有側(cè)壁210的殼體202。大致呈圓柱形的壁216限定出凹入部214。螺紋孔218沿周向方向彼此間隔開。泵200包括定子222，該定子222定位在腔208內(nèi)。側(cè)壁210定尺寸為與定子222 的外表面2M緊密配合以限制定子222的徑向運動。殼體202上形成有臺階部226，以部分地限定腔208并為定子222的表面2 提供支承座以限制定子相對于殼體202的軸向運動。磁體環(huán)232包括大致呈圓柱形的部分234和徑向向內(nèi)突出的部分236。磁體環(huán)232 包括形成為一個部件的多個磁體和金屬背襯環(huán)形部。大致呈圓柱形的外表面238與定子 222的大致呈圓柱形的內(nèi)表面MO間隔開。外轉(zhuǎn)子M2固定至磁體環(huán)232。支承座246和大致呈圓柱形的壁248定尺寸為與外轉(zhuǎn)子242的外側(cè)尺寸無干涉但是與外轉(zhuǎn)子緊靠地定位以保持外轉(zhuǎn)子M2的所需徑向和軸向位置。蓋250由夾緊環(huán)252和緊固件邪4固定至殼體202。蓋250還限定大致呈平面的表面256和大致呈圓柱形的表面258，所述大致呈平面的表面256和大致呈圓柱形的表面258 保持外轉(zhuǎn)子M2的位置。通過將蓋250的圓柱形外表面262定尺寸為與圓柱形的壁216緊靠而實現(xiàn)圓柱形的表面258和M8的對準(zhǔn)。內(nèi)轉(zhuǎn)子沈6以與前文參照轉(zhuǎn)子22和轉(zhuǎn)子M所描述的方式相類似的方式與外轉(zhuǎn)子驅(qū)動地配對結(jié)合。內(nèi)轉(zhuǎn)子沈6固定至中心軸沈8。內(nèi)轉(zhuǎn)子266和中心軸268構(gòu)造成作為單一的單元相對于殼體202和蓋250轉(zhuǎn)動。殼體202中形成的孔270和蓋250中形成的孔272容納中心軸沈8的端部并限定其轉(zhuǎn)動軸線。表面256 和支承座M6限制內(nèi)轉(zhuǎn)子沈6的軸向平移。圖9圖示了銷觀0，該銷280定位成保證蓋250相對于殼體202的精確對準(zhǔn)和分度。密封件282定位于在蓋250中形成的槽四0內(nèi)并與凹入部214接合。圖10和圖11圖示了替代性的泵的一部分，該泵由參考數(shù)字350標(biāo)示。泵350大致類似于泵200，除了環(huán)形控制器352定位成與定子222相鄰之外。控制器352包括定位成與定子222接合的板354。包括一體式電路356、電容358和微處理器360的多個電子部件固定至板354。控制器352可操作為控制泵350的操作。板邪4和聯(lián)接至該板的部件可以與泵350潛沒于其中的流體連通?；趯⒁盟偷牧黧w的特性，控制器352將適當(dāng)?shù)刈饔枚鵁o論是否暴露于流體。中心孔362穿過板3M延伸。中心孔362定尺寸且定位成允許內(nèi)轉(zhuǎn)子266和外轉(zhuǎn)子242穿過該中心孔。板354的輸出與定子222相聯(lián)，使得電流被供給通過定子222的繞組以產(chǎn)生電磁場。控制器352可以包括能夠操作以確定供給至定子222的電流的多個一體式電路或一個一體式電路。另外，控制器352可以是可操作以確定施加至外轉(zhuǎn)子M2的轉(zhuǎn)矩。在操作中，泵350接收來自外部電源的電流。能量供給至控制器352，在控制器352 處判定是否將電流供給至定子222。另外確定供給至定子222的電流的大小。當(dāng)供給至定子222的電流的大小變化時，環(huán)繞定子222的電磁場強度也變化。電磁場與磁體環(huán)232相互作用，使外轉(zhuǎn)子242轉(zhuǎn)動。由于外轉(zhuǎn)子242與內(nèi)轉(zhuǎn)子沈6嚙合，內(nèi)轉(zhuǎn)子266也受迫轉(zhuǎn)動。 內(nèi)轉(zhuǎn)子266和外轉(zhuǎn)子M2的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了流體泵送作用。上文已為了示例性和描述性的目的而對實施方式進行了描述。這并無意于為詳盡的或限制本發(fā)明。
具體實施方式
的單個元件或特征總體不限于該具體實施方式
，而是在適用的情況下，即使未具體示出或描述，也是可互換的且能夠用于選定的實施方式中。這些元件和特征還可以以許多方式進行變型。這樣的變型不被視為脫離了本發(fā)明的范圍，所有這樣的變型都傾向于包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種潛沒式電泵，其包括第一殼體構(gòu)件，所述第一殼體構(gòu)件包括第一凹入部，所述第一凹入部具有由第一壁包圍的大致呈平面的第一泵表面；第二殼體構(gòu)件，所述第二殼體構(gòu)件固定至所述第一殼體構(gòu)件，所述第二殼體構(gòu)件包括第二凹入部，所述第二凹入部具有由第二壁包圍的大致呈平面的第二泵表面，并且所述第二泵表面與所述第一泵表面間隔開且與所述第一泵表面大致平行地延伸；擺線泵，所述擺線泵具有內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子，每個轉(zhuǎn)子具有定位成與所述第一泵表面和所述第二泵表面相鄰的相對表面，所述外轉(zhuǎn)子通過所述第一壁和所述第二壁而在轉(zhuǎn)動軸線上對準(zhǔn)；轉(zhuǎn)子軸，所述轉(zhuǎn)子軸分別與所述第一殼體構(gòu)件和所述第二殼體構(gòu)件接合，限定相對于所述外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動軸線偏移的所述內(nèi)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動軸線；電動機定子，所述電動機定子定位于在所述第二殼體構(gòu)件中形成的凹部內(nèi)；以及多個永磁體，所述多個永磁體固定成與所述外轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動，所述磁體定位成靠近所述定子。
2.如權(quán)利要求1所述的電泵，其中，所述轉(zhuǎn)子軸固定成與所述內(nèi)轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動。
3.如權(quán)利要求2所述的電泵，其中，所述定子與所述第二殼體構(gòu)件的側(cè)壁和臺階部接合。
4.如權(quán)利要求1所述的電泵，還包括磁體環(huán)，所述磁體環(huán)包括固定至所述外轉(zhuǎn)子的徑向延伸部，其中，所述磁體固定至所述磁體環(huán)。
5.如權(quán)利要求4所述的電泵，其中，所述磁體環(huán)包括圓柱形部分，所述圓柱形部分圍繞所述徑向延伸部以限定“ T ”形橫截面。
6.如權(quán)利要求1所述的電泵，還包括聯(lián)接至所述定子的電動機控制器。
7.如權(quán)利要求6所述的電泵，其中，所述電動機控制器包括圓柱形的板，所述板在其上安裝有電子部件，所述板具有從其中穿過延伸的孔以提供用于所述內(nèi)轉(zhuǎn)子和所述外轉(zhuǎn)子通過的通道。
8.如權(quán)利要求1所述的電泵，其中，所述第一殼體構(gòu)件和所述第二殼體構(gòu)件中的一個包括從其中穿過延伸的孔，使得所述定子適于與潛沒所述泵的流體接觸。
9.如權(quán)利要求1所述的電泵，其中，所述永磁體與所述定子的載流構(gòu)件之間的距離處于從0. 5mm至0. 8mm的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1所述的電泵，其中，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子和所述外轉(zhuǎn)子分別繞彼此大致平行地延伸的、間隔開的軸線轉(zhuǎn)動。
11.如權(quán)利要求1所述的電泵，其中，所述定子包括與將要泵送的流體接觸的繞線。
12.如權(quán)利要求1所述的電泵，其中，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子和所述外轉(zhuǎn)子包含粉末金屬。
全文摘要
一種潛沒式電泵，其包括殼體，所述殼體適于潛沒于將要泵送的流體中，具有貫穿該殼體延伸的孔。電動機定子定位在所述殼體中，與所述孔連通，且適于與所述流體接觸。泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子和泵的外轉(zhuǎn)子以彼此嚙合的方式定位在所述殼體內(nèi)，以便在轉(zhuǎn)動時泵送流體。多個永磁體固定成與所述外轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動。
文檔編號H02K7/14GK102203422SQ200980144103
公開日2011年9月28日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者吉爾·哈達爾, 安迪·貝內(nèi)特 申請人:Stt技術(shù)有限公司(麥格納動力系有限公司和Shw有限公司的合資公司)