CN107002666A - 电的油泵，尤其用于机动车的电的油泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种油泵(1)，尤其是用于机动车的电的或电动的辅助泵，该油泵具有壳体(2)以及能围绕轴线()转动地位于该壳体中的泵转子(11)，壳体具有在抽吸侧的入口(15)和在压力侧的出口(16)，泵转子具有至少一个转子部分(11a、11b)，该油泵还具有在泵转子(11)的横截面上延伸的、形式为弹性的压板(20)的柔性的壳体部件，其中，柔性的压板(20)以有利的构造方式保持在两个壳体部分(2a)2b)的边沿区域(20b)内。

Description

电的油泵，尤其用于机动车的电的油泵
技术领域
本发明处于油泵的领域，优选在电或电动运行或驱动的油泵领域，并且涉及一种油泵，其具有壳体以及以能围绕轴线转动的方式位于该壳体中的泵转子，壳体具有在抽吸侧的入口和在压力侧的出口，泵转子具有至少一个转子部分。油泵在此尤其被理解为机动车中的或用于机动车的辅助或附加泵。
背景技术
电的油泵和尤其也是所谓的辅助或附加泵被用于传送作为尤其用于例如由内燃机、混合动力技术或电驱动的车辆(机动车)的运动的部分或部件的润滑剂的油。这种油泵通常基于其传送特性而产生油循环回路，该油循环回路例如具有用于容纳过多的油和/或泄露油的油池。例如电或电动驱动的辅助或附加泵经常被用于至少偶尔润滑或附加润滑车辆传动装置的、尤其是自动传动装置的传动部分。所传送的油在此也经常被用于冷却这种车辆的驱动链的部件或附加部件。
这种油泵针对比较大的温度范围而设计或在结构上进行塑造。要驾驭的或者要考虑到的温度范围典型地在例如-40℃与130℃之间。在此还需要考虑的是，所使用的润滑剂(油)具有一定的或者特定的粘度，其与温度有关，并且随着温度上升而下降，也就是说，在较低温下要大于在较高温度下。
尤其是在运行温度较高或者在因为运行造成温度不断提升的情况下，因此也使泄露的风险增加。原因是，一方面为了避免泄露而依靠相应密封的泵壳体。另一方面，由于温度波动大而使壳体容易膨胀，也就是说，在温度递增进而所使用的油或润滑剂的粘度下降的情况下泵壳体和/或重要的泵部分的不同程度的膨胀而越来越容易发生泄露，泄露在低温进而油或润滑剂的粘度高的情况下显示出不太明显的倾向。
因此，形式为一般情况下所使用的针对油泵的转子或齿轮组的泵转子通常被精确地制造，转盘泵或叶片泵作为容积式泵也属于此类。在此，典型地不存在或者不考虑补偿措施。此外，经常使用压力补偿活塞(GPM)或者材料组合体，它们相互之间在其纵向热膨胀方面互相补偿。
迄今作为用于油泵的泵部分的转子或齿轮组在一般情况下支承在铝压力壳体内。在此，壳体的铸造部分和转子组典型地被机械地修整或加工。在此，所有的零件必须尽可能准确(精确)地在其公差范围内制成。此外要考虑的是，在实际上整个的、所设计的温度范围内防止油泵的进行运动的、尤其是旋转的部分卡住，也就是说这些部分不能因为碰到或者摩擦到其他的部分上而被卡住。另一方面，这些或者特定的泵部分的公差和/或结构上的机械间隙并不由于意外的泄露损耗而过大，也就是要尽可能保持得小。
如果在材料组合体中针对泵壳体选择了铝并且针对一个或多个泵轮选择了钢，那么就要考虑到，这两种不同的材料的热膨胀不均衡，尤其是不同程度地延展(膨胀)。这经常导致泄露损耗随着温度(油或润滑剂温度)升高而增加。
为了这种目的经常使用的泵类型例如有容积式泵(外齿轮泵)、月牙泵或叶片泵。成本较低并且在此相对无脉冲的泵类型是具有所谓摆线转子(Gerotor)的油泵或辅助油泵(G-Rotor-Pumpe，内转子泵)。这种油泵具有转子组(齿轮组)，转子组具有内啮合的外圈(外齿圈)和外啮合的内转子(内齿圈)。
发明内容
本发明的任务是，说明一种在尽可能小的泄露损耗方面特别合适的、能电动驱动的油泵，其优选能够尽可能低成本地制成。
该任务根据本发明利用权利要求1的特征得以解决。有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。
根据本发明的油泵具有带进流口(抽吸开口、抽吸嘴、入口)并且带出流口(压力开口、压力嘴、出口)的壳体，以及泵转子，泵转子优选实施为具有两个齿轮或齿圈的摆线转子，其中适宜地一个齿轮或齿圈受驱动。在壳体内部布置有形式为弹性的侧板或膜片的、柔性的壳体部件。这些优选地由塑料构成的、柔性的壳体部件在泵转子的横截面上延伸。
泵驱动器，也就是泵转子的驱动器优选电地，也就是电动地借助优选无电刷的直流电动马达来实现。为此，适宜地，被驱动的齿轮，优选是摆线转子的内齿圈被安置在如下轴上，该轴与电动马达的马达轴联接，或者是马达轴的组成部分(轴区段)。
本发明基于如下思考，油泵的泵壳体的侧板或盖不应刚性地实施，而是弹性或者柔性地实施。下面被称为柔性的或者弹性的压板的壳体部件在此优选与泵的压力侧连接。因此，在泵内部只有比较小的面遭受压力(泵压)。因为外侧的或者外侧上的板面明显更大，所以该弹性的压板在泵运行时通过如下方式被压(挤压)向泵转子或齿轮组，即，使所传送的介质(油)的一部分被导向外侧。
柔性的(弹性的)压板优选是按照膜片的类型工作的或者作为这样的膜片实施的壳体部件或泵部件，例如由钢或塑料构成。该膜片(弹性的压板)优选附加于盖状的壳体部件(壳体盖)地设置，并且优选边沿侧地被放置在泵壳体的，尤其是作为钢罐或作为铝主体制成的壳主体(碗状的壳体部分)的开口边沿的区域中，并且借助壳盖牢固地并且尽可能密封地保持在泵壳体中或泵壳体上。
在此适宜地，在柔性的压板或膜片的与用于容纳泵轮(齿轮组)的壳体内腔相对置的外侧上形成腔(中间腔、压力腔)，被传送的油借助泵能够被带入该腔中或被带入该腔中。被带入该腔中的油的相应的油压将压板(膜片)对抗从内部起作用的油压(内油压)地轴向往回压。在此，例如出现了期望的平衡或者至少一定的压力补偿。
本发明的该观点在此基于如下认识，即，在使用柔性的(弹性的)压板的情况下，该压板在油温越来越高的情况下扩展，正如油粘度随着温度升高而变小或下降。由此实现了压板的轴向升程的实际上的自动调节。由此实现了壳体扩展与压板之间的补偿，从而可以减少、最小化或者甚至完全防止泄露损耗。
由此能够一方面降低对制造公差的高要求，另一方面在油粘度低的情况下也可以减少泄露损耗。此外，对油泵的生产是简单的且低成本的。此外还可以实现比较高的效率，尤其是大于60％，而不必使油泵过大地确定规格。
在有利的设计方案中，设置在柔性的压板的与泵转子相对置的外侧上的压力腔与泵的出口侧，也就是与它的压力侧处于连接状态。在柔性的压板与壳盖之间沿轴向方向形成的压力腔适宜地沿径向方向在环形环绕的成形部与柔性的压板的朝向泵转子指向的开口凸缘之间延伸。将用于所传送的介质的小的分流的通到压力腔的流体通道引入到壳体中。
根据特别优选的改进方案，在柔性的压板与泵转子之间布置有适宜地能运动地支承的并且尤其是刚性的侧板，其具有适宜地呈圆弧形的穿通开口，该穿通开口与在压力侧的出口对齐。此外，柔性的压板优选具有卷边状的成形部，它朝泵转子开放，并且至少部分与设置在侧板中的穿通开口处于遮盖状态。
泵壳体适宜地具有轴环状的轴穿引部，该轴穿引部具有位于其中的用于支承和向泵转子穿引电动马达的马达轴的支承套筒，而在泵转子的与轴穿引部相对置的一侧上具有轴容纳部，该轴容纳部具有位于其中的用于支承马达轴的支承套筒。适宜地在盖侧将在压力侧的出口并且在壳体主体的底部侧将在抽吸侧的入口引入到壳体中。
如果柔性的压板由钢制成，那么通过压板的板材厚度和/或特定的造型区就可以确定支持因子。如果压板由塑料制成，那么优选通过如下方式得到另外的造型平面，即，压板例如在不同的位置上具备不同的高度。此外，塑料的众所周知的硬度随着温度上升而降低。同时，油的粘度随着温度上升而下降。由此使得塑料板作为压板能够在较高的温度下理想地弥补泄露。
总的来说，因此可以借助该原理明显降低油泵的泄露损耗。此外，效率提升，并且电部件可以更小地确定规格。此外还可以补偿来自零件的制造和安装的公差。泵部分因此优选可以较低准确地制成。此外，可以不考虑这些或者各个泵部分的不同的膨胀系数。
另外的优点在于，随着泵压上升使得泄露间隙变小，也就是说，优选地不会因为运行而恰好变大。另外的优点在于，通过材料的选择和弹性的压板的构型可以特别可靠并且/或简单地调节出期望的目标大小。
此外在压板由塑料制成的实施方案中，还可以在温度较高的情况下补偿低的粘度。如果盖状的壳体部件(壳体盖、侧板)在没有进行起初的基本挤压的情况下实施，那么所使用的电动马达就能够以简单的方式和方法在没有传感器的情况下启动。这样构成的油泵也可以具有一个或者两个附加的弹性的侧板或零件，它们可以被加载以泵的输出压力。
附图说明
下面借助附图更详尽地阐述本发明的实施例。其中：
图1以立体的压力侧视图示出能电或电动驱动的油泵，其具有在部分剖面中且部分透明地示出的壳体，该壳体中具有在弹性的压板(膜片)与作为泵转子(内转子)的齿轮组之间固定不动的侧板；
图2在根据图1的图示中观察齿轮组(内转子)地以立体的抽吸侧视图示出油泵；
图3和4观察壳体底部侧的抽吸开口(入口)或观察轴侧的压力开口(出口)地以立体视图示出油泵；
图5示出油泵的轴向的剖面图；
图6观察壳体内的压板的边沿侧的镶边以及观察轴穿引部与环绕的卷边轮廓之间的压力腔地以更大的比例示出来自图5的截取部IV；以及
图7观察弹性的压板(膜片)的压力侧地示出沿着图5中的线VII-VII的剖面图。
彼此相应的部分在所有的附图中都设有相同的附图标记。
具体实施方式
根据图1至4，油泵1具有例如由钢或由铝构成的泵壳体2，该泵壳体形式为下文被称为壳主体2a的碗状的(第一)壳体部分和下文被称为壳盖2b的盖状的壳体部分。壳主体2a形成柱体形的壳器壁3，也就是说尤其是形成柱体形的内腔4和下文也被称为第一侧板的壳体底部5以及与该壳体底部轴向对置的壳体开口6。底部侧的、凸缘状地拉出的支承开口7与坐入其中的支承套筒8a相结合用于滑动支承电动马达的马达轴9。与壳盖2b中的又坐入该壳盖中的支承套筒8b相对应的轴环状的轴穿引部10被用于使马达轴9从外面穿引到壳体2内，并且在那里经过泵转子11穿引到支承开口7中。
结合图5可以看出，在壳体主体2a的壳体内腔4中置入(支承)有作为泵转子11的齿轮组，该齿轮组具有内部啮合的外齿圈11a和外部啮合的内齿圈11b。内齿圈11b以其外啮合部12在每个转动定位中相对于外齿圈11a部分咬合地位于外齿圈的内啮合部13之间或之其中。在此，外啮合部12的一些波纹状的齿位于外齿圈11a的内啮合部13的又是波纹状的齿隙中并且反之亦然，而内齿圈11b的外啮合部12的其他齿在齿不嵌接的情况下可以沿着外齿圈11a的内啮合部13的圆周区段滑过。这种作为泵转子11的齿轮组(11a、11b)也被称为摆线转子(内转子)。
正如在图5中借助虚线表示的轴线Ai和Aa表明的那样，作为与马达轴9例如形状锁合地(formschlüssig)接合的内齿圈11b的转动轴线的轴线Ai(进而是轴穿引部10)相对中央的、形成外齿圈11a的转动轴线的轴线(中间/对称轴线)Aa在径向上间隔开(偏心)。内齿圈11b为了容纳轴10具有例如呈星形构型的接合开口14。该接合开口与壳主体2a的轴开口10对齐。
因此与外齿轮泵相比，在使用这种内齿轮泵或齿圈泵作为特殊类型的齿轮泵时，内齿圈11b作为传动的齿轮偏心地在外齿圈(外部的齿圈)11a中运转。在该齿圈泵中，介质通过齿圈11a和11b的齿隙之间的体积变化的排挤腔传送。换句话说，在也被称为月牙泵的该齿轮泵中，要传送的介质在两个齿圈(齿轮)11a和11b的齿隙之间的腔内被传送，其中，这些齿通过外齿圈11a的朝内指向的内齿与内齿轮11b的朝外指向的外齿之间的月牙部密封。即使在所示的齿圈泵作为油泵11时，外齿圈11a也刚好比内齿圈11b多一个齿(次摆线啮合)。
壳主体2a被壳盖2b封闭或与其是封闭的。抽吸侧的泵入口(抽吸开口)15置入到壳主体2a的壳体底部5中，而压力侧的泵出口(压力开口或压力输出端)16设置在壳盖2b中。
在壳体2内部，在壳主体2a的壳体开口6的边沿侧上相对壳体固定地布置有被马达轴9穿过的侧板17。该优选是刚性的侧板17在边沿侧或外圆周侧上位于壳主体2a的环形的切口18中。刚性的侧板17具有在圆周区段上延伸的、圆弧形的穿通开口19。在该侧板17与壳盖2b之间，在下文也被称为膜片的柔性的压板20被置入到壳体2中。该优选呈圆形的压板20利用其外边沿20a在开口侧或边沿侧被夹紧在壳主体2a与壳盖2b之间，并且因此同样相对壳体固定地保持。借助柔性的压板20尤其减少和/或补偿了因为温度造成的壳体或泵膨胀。
在侧板17的穿通开口19的区域内，卷边状地被拉入的排放通道21成形进柔性的压板20中，该排放通道在其形状和部位(定位)方面与侧板17的圆弧形的穿通开口19对齐，并且在此该穿通开口在空出通口22的情况下(图7)被遮盖。该通口22与在图4中可见的在盖侧的泵出口16对齐。
在轴穿引部10的区域内，也就是与该轴穿引部对齐地，朝壳盖2b的方向拉出的开口凸缘22成形或成形出到压板20中在其轴穿引部20b上。在柔性的压板20的外边沿20a或外圆周的区域内，同样朝着壳盖2b的方向引入有环形环绕的卷边状的成形部23。在该成形部23与开口凸缘22之间形成了压力腔(中间-压力补偿腔)24。可以在壳体2的壳器壁25内引入流体通道(壳体通道)26通往该压力腔24，该流体通道用虚线指明。被传送的介质(油)M的分流可以经由该流体通道从在入口侧的抽吸侧进入到柔性的压板20与壳盖2b之间的压力腔24中。
对照在图6中所示的截取部以及图7中所示的剖面图，可以看出在径向方向R上横向于油泵1的轴向方向A地并且在此实际上在整个壳体横截面上延伸的柔性的压板(膜片)23以及在该柔性的压板与壳盖2b之间形成的压力腔(中间腔、压力补偿腔)24。经由流体通道26可以将油M带入该压力腔中，也就是将借助泵1传送的油M的分流带入其中。在泵运行时，这引起了向柔性的压板23的与齿轮组11a、11b相对置的外侧上施加力Fa的作用。该压力Fa反向于泵内腔4中主导的油压力地起作用，并且因此可以建立至少一定的压力补偿。
本发明不局限于以上所述的实施例。具体而言，本领域技术人员也可以由此推导出本发明的其他变型方案，而不会离开本发明的主题。此外尤其地，所有结合实施例描述的单个特征也可以按其他方式相互组合，而不会离开本发明的主题。
附图标记列表
1 油/辅助泵
2a 壳主体/第一壳部分
2b 壳盖/第二壳体部分
3 壳器壁
4 壳体内腔
5 壳体底部
6 壳体开口
7 支承开口
8a 支承套筒
8b 支承套筒
9 泵/马达轴
10 轴穿引部
11 泵转子
11a 外齿圈
11b 内齿圈
12 外啮合部
13 内啮合部
14 接合开口
15 入口/抽吸开口
16 出口/压力开口
17 侧板
18 切口
19 穿通开口
20 压板
20a 外边沿
20b 轴穿引部
21 排放通道
22 开口凸缘
23 成形部
24 压力腔
25 壳体器壁
26 流体通道
A 轴向方向
Fa 压力/作用力
M 介质/油
R 径向方向

Claims (13)

1.一种油泵(1)，特别是用于机动车的电的或电动的辅助泵，所述油泵具有壳体(2)以及能围绕轴线(Aa、A1)转动地位于所述壳体中的泵转子(11)，所述壳体具有在抽吸侧的入口(15)和在压力侧的出口(16)，所述泵转子具有至少一个转子部分(11a、11b)，
其特征在于具有
在所述泵转子(11)的横截面上延伸的形式为弹性的压板(20)的柔性的壳体部件。
2.根据权利要求1所述的油泵(1)，
其特征在于，
所述壳体(2)具有容纳所述泵转子(11)的作为壳体主体(2a)的第一壳体部分和作为壳体盖(2b)的第二壳体部分，其中，所述柔性的压板(20)利用其外边沿(20a)保持和/或夹紧在所述壳体部分(2a、2b)之间。
3.根据权利要求1或2所述的油泵(1)，
其特征在于，
在所述柔性的压板(20)的与所述泵转子(11)相对置的外侧上设置有压力腔(24)，所述压力腔与在出口侧的泵压力侧处于连接状态。
4.根据权利要求3所述的油泵(1)，
其特征在于，
所述压力腔(24)沿轴向方向(A)形成在所述柔性的压板(20)与所述壳体盖(2b)之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的油泵(1)，
其特征在于，
在所述柔性的压板(20)与所述泵转子(11)之间布置有能运动地支承的、优选是刚性的侧板(17)，所述侧板具有与在压力侧的出口(16)对齐的穿通开口(19)。
6.根据权利要求5所述的油泵(1)，
其特征在于，
所述侧板(17)的穿通开口(19)是圆弧形的。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的油泵(1)，
其特征在于，
-所述柔性的压板(20)具有卷边状的成形部(21)，所述成形部朝泵转子(11)开放，并且与所述在压力侧的出口(16)对齐，尤其是此外还与设置在所述侧板(17)中的穿通开口(19)至少部分地重合，并且/或者
-所述柔性的压板(20)具有轴穿引部(20b)的朝向泵转子(11)定向的开口凸缘(22)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的油泵(1)，
其特征在于，
所述柔性的压板(20)在其外圆周的区域内具有优选朝泵转子(11)开放的、环形环绕的卷边状的成形部(23)。
9.根据权利要求8所述的油泵(1)，
其特征在于，
压力腔(24)沿径向方向(R)在所述环形环绕的成形部(23)与所述柔性的压板(20)的开口凸缘(22)之间延伸。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的油泵(1)，
其特征在于，
所述壳体(2)具有轴环状的轴穿引部(10)，所述轴穿引部特别具有位于其中的用于支承和穿引伸向泵转子(11)的电动马达的马达轴(9)的支承套筒(8b)，而在所述泵转子(11)的与所述轴穿引部(10)相对置的壳体侧上具有轴容纳部(7)，所述轴容纳部特别具有位于其中的用于支承所述马达轴(9)的支承套筒(8a)。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的油泵(11)，
其特征在于，
压力侧的出口(16)被引入到所述壳体盖(2b)中，并且在抽吸侧的入口(15)在底部侧被引入到所述壳体主体(2a)中。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的油泵(1)，
其特征在于，
所述泵转子(11)实施为齿轮组，所述齿轮组具有在壳体(2)中偏心地支承的内齿圈(11b)和容纳所述内齿圈的、在壳体(2)在中央支承的外齿圈(11a)。
13.一种油泵(1)，特别是用于机动车的电的或电动的辅助泵，所述油泵
-具有壳体(2)，所述壳体具有在抽吸侧的入口(15)和在压力侧的出口(16)，
-具有能围绕轴线(Aa、A1)转动地布置在所述壳体中的泵转子(11)，所述泵转子具有至少一个转子部分(11a、11b)，
-具有弹性的压板(20)，所述弹性的压板在所述泵转子(11)的横截面上延伸，以及
-具有布置在所述柔性的压板(20)与所述泵转子(11)之间的、具有与所述在压力侧的出口(16)对齐的穿通开口(19)的侧板(17)。
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