CN101842594A - 用于分动箱等的摩擦驱动泵 - Google Patents

Abstract

一种泵具有安装在一个可旋转的轴上的致动器，并且一个泵被安装在该轴上、该轴与致动器是选择性地可啮合的。当该致动器被致动时，该泵将接受来自轴的旋转力，从而产生一种泵送作用。

Description

用于分动箱等的摩擦驱动泵

相关申请的交叉引用

本申请是于2007年11月14日提交的美国临时专利申请号61/003,030的PCT国际申请。上述申请的披露内容通过引用结合在此。

技术领域

本发明涉及选择性地可啮合的流体泵，这些流体泵被使与分动箱或变速器中。

背景技术

泵在变速器和分动箱中是普遍已知的并且被用于多种应用。泵在这些类型的应用中使用的最常见的方式之一是用于生成流体压力，这种流体压力能够用来致动离合器组件或类似组件。常见的用于变速器和分动箱中一种特别类型的泵是人们已知的一种“转子泵”。

一个转子泵通常包括安装在一个轴上的一个内转子，以及环绕该内转子的一个外转子。内转子通常具有一系列凸起部，这些凸起部与外转子上的一个对应系列的凸起部是可啮合的，这样使内转子在轴和内转子旋转时将旋转力传输到外转子上。然而，外转子通常具有更大数目的凸起部，这样使得内转子的直径与外转子的直径是不同的。在内转子与外转子之间由不同数量的凸起部所产生的空间使得当内转子与外转子旋转时而产生了一种泵送作用。

对于转子泵的一个熟知的常见缺点是不能够将转子泵解除启动。内转子典型地是通过使用花键连接而安装在轴上的，并且因为轴正在旋转，当该轴旋转时，内转子不断地驱动外转子而无论是否需要一个泵送作用。这经常导致的情形是由该转子泵产生的泵送作用是不必要的。当泵送作用不必要时，具有这些类型的泵会降低变速器或分动箱的效率。

相应地，对于由一个选择性地可啮合的变速器或分动箱中的旋转轴来提供动力的泵存在一种需要。

发明内容

本发明是一种泵，它可以使用在一个变速器或分动箱中。这种泵包括安装在一个可旋转的轴上的一个致动器，该轴可能是或可能不是一个连续旋转的轴。还存在安装在该轴上的一个泵送装置，该装置与该致动器是选择性地可啮合的。当致动器被致动时，该泵送装置将接受来自轴的旋转力，从而产生一个泵送作用。

本发明的进一步的可应用的领域将从以下提供的详细说明中变得清楚。应该理解，详细的说明和特定的实例虽然表明了本发明的优选实施方案，但它们是旨在仅用于说明的目的而并非旨在限制本发明的范围。

附图说明

从详细说明和这些附图中本发明将得到更完全地理解，在附图中：

图1是根据本发明的一个摩擦驱动泵组件的透视图；

图2是根据本发明的一个摩擦驱动泵组件的截面侧视图；

图3是根据本发明的一个摩擦驱动泵组件的分解视图；

图4是根据本发明的、在解除启动的状态中的一个摩擦驱动泵组件的放大的截面图；

图5是根据本发明的在启动状态中的一个摩擦驱动泵组件的放大的截面视图；

图6是根据本发明在摩擦驱动组件中使用的一个第一垫圈的侧视图；

图7是根据本发明在摩擦驱动组件中使用的一个弹簧构件的侧视图；

图8是沿图1的线8-8截取的截面图；并且

图9是显示了根据本发明的一个摩擦驱动组件的流体流动以及扭矩特性的图表。

具体实施方式

这个或这些优选实施方案的以下说明在本质上仅是示例性的而且绝非旨在限制本发明、其应用或用途。

根据本发明的一个摩擦驱动泵组件总体上在图1中以10示出。总体上参考这些图，组件10包括了总体上以12示出的一个泵，它被安装在一个轴14上，使轴14能够相对泵12进行旋转。泵12通过使用一个致动器(如示意性地在16示出的一个离合器组件)以及一个链轮18是可啮合的。应该指出，该离合器组件可以是用于在两个旋转构件之间传输旋转力的任何类型的离合器组件。在美国专利申请11/077,616阐述了它的一个实例，该专利申请作为美国专利申请公开号2005/0202920A1已经被公开，该申请以其全部通过引用被结合在此。轴14包括不同的齿20，这些齿能够被用于将旋转力传输到其他部件上或者从其他部件上接受旋转力。

参见图3，泵12是一个转子泵，该转子泵具有与一个外转子24花键连接的一个内转子22。然而，内转子22具有比外转子24更少的齿，并且在直径上更小。如通常已知的，这在内转子22与外转子24之间产生了一种泵送作用。内转子22以及外转子24被安装在一个壳体26之中。壳体26具有一个抗旋转的特征28，它允许壳体26被连接到变速器或分动箱(未示出)的壳体上。壳体26还包括一个端口30，这是在泵送过程中流体被吸进壳体26中的地方。内转子22被安装在一个摩擦驱动套管32上、并且随摩擦驱动套管32旋转。摩擦驱动套管32的一部分具有多个花键34，这些花键与内转子22上的对应的花键36相啮合。内转子22以及外转子24通过一个盖板38被保持在壳体26中。盖板38具有接受多个紧固件42的多个孔40。这些紧固件42延伸穿过这些孔40并且被壳体26中相应的孔44所接受。

摩擦驱动套管32附近是一个第一垫圈46。第一垫圈46包括一个凹口48，它部分地接受一个球状轴承50。球状轴承50还被部分地接受在轴14上的一个凹口52中。球状轴承50确保第一垫圈46随轴14旋转。同样安装在轴14上的是一个推力垫圈54以及一个第二垫圈56。一个碟形弹簧58形式的弹簧构件被定位在第二垫圈56与链轮18之间。碟形弹簧58包括一系列接片60，这些接片被接受在第二垫圈56中的一系列对应凹口62中。链轮18、碟形弹簧58、以及第二垫圈56一致地进行旋转。

通过使用一个花键连接64使链轮18随轴14旋转。花键连接64允许链轮18沿着轴14滑动，并且将力施加到碟形弹簧58上，其功能将随后说明。

现在参见图2和图4，轴14是部分地空心的并且包括一个孔66，该孔与一个第一组侧孔68以及一个第二组侧孔70处于流体连通。这些侧孔68接受来自泵12的流体。因为一个卡环72而使离合器组件16保持在轴14上的位置中。轴14还具有一个凹口74，该凹口起的作用使泵12定位。泵12、离合器组件16、以及链轮18在轴14上被定位在卡环72与凹口74之间。在轴14上还包括一个肩台76，当摩擦驱动套管32接受了来自碟形弹簧58的力时，该肩台接受了来自摩擦驱动套管32的力。

在运行中，轴14可以被用在一个变速器或分动箱中、或另一个装置中，其中对于流体的一种泵送作用是必要的。轴14将旋转并且接受来自变速器或分动箱中的另一个轴或齿轮的旋转动力。流体通过端口30被吸进泵12中。端口30接受了来自一个油底壳(未示出)的流体。当轴14旋转并且如果离合器组件16被致动时，泵12从端口30吸入流体，并且迫使该流体进入第一组侧孔68之中。然后迫使该流体流过孔66，并且流出第二组侧孔70。流出第二组侧孔70的流体可用于对安装在轴14上的其他不同部件进行润滑。当泵12未由离合器组件16致动时，泵12将仅传输一个最小量的流体。

当希望使泵12传输一个增大的量的流体时，离合器组件16被致动；离合器组件16将力施加到链轮18上。当图2、图4和图5上观看时，链轮18将向右平移，并且将一个压缩力施加到碟形弹簧58上，该碟形弹簧经过第一垫圈46、推力垫圈54、第二垫圈56平移到摩擦驱动套管32上。然后摩擦驱动套管32将被压靠在肩台76上。随着施加在摩擦驱动套管32上的力的量值增大，在肩台76与摩擦驱动套管32之间的摩擦力的量值同样增大。当在肩台76与摩擦驱动套管32之间的摩擦力增大时，从轴14传输到摩擦驱动套管32上的旋转力的量值同样增大。当摩擦驱动套管32旋转时，内转子22将旋转。当内转子22旋转时，外转子24将旋转，并且内转子22以及外转子24将产生一种泵送作用。当这种情况发生时，在由内转子22和外转子24产生的泵送作用的一个预定压力下，从端口30送入泵12中的流体将被泵送到第一组侧孔68、孔66、以及第二组侧孔70之中。

如果碟形弹簧58被完全压缩，摩擦驱动套管32(并且因此内转子22)将具有与轴14一样的角速度，并且将产生最大量的泵送作用。当以这种方式来致动离合器组件16时，最小量的推力(当在图4和图5上观看时，该推力是施加用来使链轮18向右移动的侧向力)将大于1000N，如图5所示，该推力将使碟形弹簧58压扁，从而产生一个驱动能力，该驱动能力大于驱动泵12所需要的5N-m的扭矩。

应该指出，当离合器组件16被解除启动时，仍然存在着施加在摩擦驱动套管32上的轻量的推力；该推力将在150-200N之间，该推力是从碟形弹簧58施加到摩擦驱动套管32上。因此，将仍使旋转力从轴14传输到摩擦驱动套管32上。这将导致对于泵12的驱动能力近似为1.5N-m。这种减少的驱动扭矩限制了泵12的速度，并且减少了泵送损失。减少的泵送损失将改进摩擦驱动泵组件10的效率，因为仅当需要时泵12才有能力被致动。

本发明的这些优点还可以在图9中看到。图9示出了一个图表(总体上以78示出)，该图表示出了当转子泵12被启动的方式为使该摩擦驱动套管32以与轴14相同的速度进行旋转时对于根据本发明制成的摩擦驱动泵组件10的流速80以及扭矩输入82。图表78还包括当转子泵12未启动时的流速84以及扭矩输入86。如以上提到的，即使在离合器组件16未被致动时，仍然存在有从碟形弹簧58施加在摩擦驱动套管32上的一个轻量的推力，这导致了施加到泵上的稍微超过1.0N-m的一个扭矩(由曲线86示出)。这允许泵12在低要求的运行状态的过程中提供必要的最小的油流量。如果希望的话，可以启动泵12用于更高的输出状态，但不使用发动机动力源，除非有要求时。通过非限制性实例，在2400rpm时，转子泵12在启动的与不启动的状态之间将要使用的扭矩的量值之间的差值(以88示出)是几乎2N-m。这意味着轴14将需要施加少了几乎2N-m的扭矩来运行。这在燃油经济性上产生了1.5％的增张。在这些曲线上的其他位置处可以看到效率上的类似改进，这些曲线示出了流速80、84以及扭矩输入82、86，并在该启动与一个不启动的状态之间进行了比较。

本发明的说明在本质上仅仅是示例性的，并且因此不背离本发明要旨的多种变体是旨在处于本发明的范围之内。此类变体不得被认为是脱离了本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种泵，包括：

安装在一个可旋转的轴上的一个致动器；

安装在所述轴上、由所述致动器选择性地可啮合的一个泵；并且

当该致动器被致动时，所述泵将接受来自所述轴的旋转力、并且产生一个泵送作用。

2.如权利要求1所述的泵，进一步包括：

一个内转子；

一个连接到所述内转子上的摩擦驱动套管，所述摩擦驱动套管可旋转地安装在所述轴上；

一个外转子，该外转子可运行地与所述内转子相关联；并且

当所述致动器被致动时，所述摩擦驱动套管将接受来自所述轴的旋转力、将旋转力从所述轴传输到所述内转子上、在所述内转子与所述外转子之间产生一个泵送作用。

3.如权利要求2所述的泵，进一步包括：

一个壳体；以及

形成为所述壳体的一部分的至少一个端口，这样当在所述内转子与所述外转子之间产生一个泵送作用时，穿过所述至少一个端口进入所述壳体中的流体将被泵送。

4.如权利要求2所述的泵，进一步包括：

所述致动器进一步包括一个离合器组件；

一个邻近所述离合器组件的链轮；

邻近并且接触所述摩擦驱动套管的至少一个垫圈；

配置在所述链轮与所述至少一个垫圈之间的一个弹簧构件；并且

当所述离合器组件不被致动时，所述摩擦驱动套管将接受来自所述弹簧构件的一个最小量的力，并且所述轴将把一个最小量的旋转力传输到所述摩擦驱动套管上，并且当所述离合器组件被致动时，所述离合器组件将把足够的力施加到所述链轮上，这样所述链轮压缩所述弹簧构件，从而致使所述轴将一个增大的量的旋转力传输到所述摩擦驱动套管上。

5.如权利要求1所述的泵，进一步包括：

在所述内转子附近延伸穿过所述轴的至少一部分的一个孔；

与所述孔以及所述泵处于流体连通的至少一个第一侧孔；

与所述孔处于流体连通的至少一个第二侧孔；并且

当所述轴旋转并且所述泵产生了一个泵送作用时，流体将从所述泵流进所述至少一个第一侧孔之中、进到所述孔之中、并且从所述孔穿过所述至少一个第二侧孔。

6.一种选择性地可啮合的泵，包括：

环绕一个轴的一个致动器；

安装在所述轴上、可运行地与所述致动器相关联的一个转子泵；

邻近所述致动器的一个链轮；

邻近所述泵、并且与其接触的至少一个垫圈；

配置在所述链轮与所述至少一个垫圈之间的一个弹簧构件；并且

当所述离合器组件被致动时，力将通过所述链轮、所述弹簧、以及所述至少一个垫圈被平移，用于啮合所述转子泵、并且导致所述转子泵来泵送流体。

7.如权利要求6所述的泵，其中所述转子泵进一步包括：

一个内转子；

环绕所述内转子的一个外转子；

安装在所述轴上、与所述内转子相啮合的一个摩擦驱动套管；并且

当所述离合器组件被致动时，所述摩擦驱动套管将接受来所述至少一个垫圈的力，从而导致轴将旋转力传输到所述摩擦驱动套管以及所述内转子上。

8.如权利要求6所述的选择性地可啮合的泵，其中所述轴进一步包括：

基本上穿过所述轴延伸的一个孔；

与所述孔处于流体连通的多个第一侧孔，所述多个第一侧孔可运行地与所述泵相关联；

与所述孔处于流体连通的多个第二侧孔；并且

当所述泵旋转时，将把流体从所述泵传输到所述多个第一侧孔、到所述孔，并且从所述孔到所述多个第二侧孔。

9.用于穿过一个轴选择性地泵送流体的一种方法，该方法包括以下步骤：

提供环绕一个轴的一个泵；

提供可运行地与所述泵相关联的一个摩擦驱动套管，所述摩擦驱动套管环绕所述轴；

提供环绕所述轴的一个弹簧构件，所述弹簧构件可运行地与所述摩擦驱动套管相关联；

将一个力施加到所述弹簧构件上；

当一个力被施加到所述弹簧构件上时将一个力施加到所述摩擦驱动套管上；并且

当来自所述弹簧构件的力被施加到所述摩擦驱动套管上时，通过所述摩擦驱动套管将旋转力从所述轴传输到所述泵上。

10.如权利要求9所述的用于穿过一个轴选择性地泵送流体的方法，进一步包括提供所述泵的这些步骤进一步包括一个转子泵，包括以下步骤：

提供环绕一个外转子、并且与其处于花键连接的一个内转子，所述内转子还与所述摩擦驱动套管处于花键连接；

旋转带有所述摩擦驱动套管的所述内转子；

通过所述摩擦驱动套管将来自所述轴的旋转力从所述轴传输到所述内转子上；并且

当所述摩擦驱动套管接受了来自所述弹簧构件的一个更大量的力时，增大从所述轴被传输到所述内转子上的旋转力的量值。

11.如权利要求10所述的用于穿过一个轴选择性地泵送流体的方法，该方法进一步包括以下步骤：

提供邻近所述摩擦驱动套管安装在所述轴上的多个垫圈，安装在所述轴上的所述弹簧构件配置在一个链轮与所述多个垫圈之间；

提供邻近所述链轮在所述链轮的与所述弹簧构件相反侧上安装在所述轴上的一个离合器组件；并且

致动所述离合器组件；

当所述离合器组件被致动时将一个力施加到所述链轮上；

当一个力被施加到所述链轮上时压缩所述弹簧构件，由此将一个力施加到所述多个垫圈以及所述摩擦驱动套管上、从而将旋转力从所述轴传输到所述内转子上；并且

当旋转力从所述轴传输到所述内转子上时在所述内转子与所述外转子之间产生一个泵送作用。

12.如权利要求9所述的用于穿过一个轴选择性地泵送流体的方法，该方法进一步包括以下步骤：

提供穿过所述轴的至少一部分延伸的一个孔；

提供与所述孔以及所述泵处于流体连通的至少一个第一侧孔；

提供与所述孔处于流体连通的至少一个第二侧孔；

旋转所述轴；

当所述轴旋转时用所述泵产生一个泵送作用；并且

用所述泵将流体泵送进入所述至少一个第一侧孔，从而导致流体从所述至少一个第一侧孔流进所述孔之中，并且从所述孔穿过所述至少一个第二侧孔。

13.如权利要求9所述的用于穿过一个轴选择性地泵送流体的方法，该方法进一步包括以下步骤：

提供用于接受所述泵的一个壳体；并且

提供形成在所述壳体中的至少一个端口，这样当由所述泵来产生一个泵送作用时，流体将通过所述端口流进所述壳体之中。

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